В Институте теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН проходит VI всероссийская конференция с международным участием «Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках». В ней принимают участие 98 человек из России, Казахстана, Украины, Белоруссии, Германии, Бельгии, США.
На конференции исследователи обсудят такие актуальные вопросы современной физики, как гидродинамика и массоперенос в закрученных потоках, горение при закрутке потока, термогидродинамика в микро- и наномасштабах, поговорят о технологиях и аппаратах с использованием закрученных потоков для промышленности и энергетики. В Новосибирске этот форум проводится впервые, предыдущий состоялся в Казани, а первые четыре ― в Москве.
― ИТ СО РАН без всяких преувеличений является ведущей научной организацией России в области теплообмена и физической гидрогазодинамики, особенно в том, что касается экспериментального изучения. Эксперимент ― основа для любых исследований, а у нас есть уникальное оборудование, более того, мы сами его производим. По многим аспектам работы, проводимые в ИТ СО РАН, соответствуют мировому уровню, но в некоторых моментах, конечно, есть отставание. В большей мере запаздывание касается вихревых технологий ― области, где мы были лидерами 20―30 лет назад. Но, к сожалению, из-за событий перестроечного и постперестроечного времени лидерство по ряду направлений было утеряно, ― отметил заведующий лабораторией термогазодинамики ИТ СО РАН доктор технических наук, профессор Виктор Иванович Терехов.
Результаты исследований закрученных потоков востребованы и промышленностью. В частности, любые процессы сгорания в топках или большая энергетика не обходятся без появления вихрей. ИТ СО РАН ведет фундаментальные разработки в этой области и сотрудничает с АО «Объединенная двигателестроительная корпорация», энергетическими компаниями страны и Новосибирска.
― Одна из актуальных проблем, решаемых для энергетики, ― разработка комбинированных методов интенсификации теплообмена. В этом случае используются несколько способов увеличения интенсивности теплообмена, например, закрутка потока и смерчевая интенсификация. Представьте себе поверхность, покрытую лунками, в которых возникают торнадо. Во-первых, эти вихри взаимодействуют друг с другом, а во-вторых, если на поверхность лунки нанести какое-нибудь покрытие, то это тоже повлияет на истекающие струи. Результатом таких взаимодействий станет рост теплоотдачи. Сейчас разрабатываются разнообразные формы лунок, за счет чего появляются новые эффекты, что используется в технике. Например, с помощью искусственно созданных лунок улучшают охлаждение лопаток газовых турбин электростанций и понижают температуру поверхности на 50―100 0 С. Это очень большое достижение, ― рассказал профессор кафедры инженерной теплофизики Московского энергетического института доктор технических наук Юрий Альфредович Кузма-Кичта.
Новейший метод исследования и диагностики разнообразных закрученных потоков ― анемометрия по изображениям частиц, также называемая цифровой трассерной визуализацией.
― Добавленные в поток частицы освещают короткими вспышками, с использованием цифровых камер фиксируют перемещение этих частиц. Камер может быть одна, две, а может ― и восемь для проведения трехмерных измерений. В этом случае мы используем те же алгоритмы, что применяются в компьютерной томографии. Начиная с 2000 годов наш институт плотно вовлечен в разработку методов диагностики потоков с использованием цифровой анемометрии по изображениям частиц. Современные технологии (цифровые камеры, лазеры — мощные источники импульсного излучения) позволяют отслеживать одновременно траектории десятков миллионов частиц в измерительном объеме размером от нескольких сантиметров до нескольких метров. Важно то, что эти методы исследования используются для трехмерной диагностики потока в окрестности быстро движущихся объектов, причем с хорошим временным разрешением (частоты измерений составляют десятки килогерц). Например, так может осуществляться диагностика поля скорости вокруг работающего авиационного двигателя или колесных пар скоростного поезда. Наша команда участвовала, в том числе, в проведении исследований потоков в рамках работ по созданию двигателя ПД-14, ― добавил лауреат премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники для молодых учёных за 2017 год, заведующий лабораторией физических основ энергетических технологий ИТ СО РАН доктор физико-математических наук Владимир Михайлович Дулин.
«Наука в Сибири»
Фото предоставлено Владимиром Дулиным
