В ПНИПУ изучили процесс сжигания алюминия
Алюминий — перспективный материал в энергетике и машиностроении. Его добавляют в топливо для ракет, в будущем планируют использовать как самостоятельное горючее, например, для автомобилей. Алюминий не токсичен и не взрывоопасен, легко транспортируется и хранится (в отличие, например, от водородного топлива). Но физико-химические процессы его горения исследованы недостаточно, это ограничивает сферу его применения. Ученые ПНИПУ изучают особенности горения алюминия в различных условиях, чтобы сократить существующий пробел в знаниях и ускорить разработку машин и механизмов, работающих на алюминии.
Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника», 2023. Ученые ПНИПУ обратили внимание на странный факт. Когда частицы алюминия горят при низком давлении, образуется ультрадисперсный (с очень маленькими, менее 100 нанометров, частицами) оксид (соединение химического элемента с кислородом), а при высоком – ультрадисперсный и крупнодисперсный (с крупными частицами). Однако если сжигать алюминий в среде гелий+кислород, то при любом давлении будет образовываться только ультрадисперсный оксид. Причины этого явления не описаны.
«При применении алюминия как горючего для энергоустановок эффективнее, чтобы продукты сгорания формировались в ультрадисперсном виде, это значительно уменьшает потери энергии. Ультрадисперсные порошки оксида алюминия также востребованы в современном материаловедении: их добавляют в смазочные материалы, используют для изготовления высококачественной керамики», – рассказывает кандидат технических наук, доцент кафедры инновационных технологий машиностроения ПНИПУ Алексей Крюков.
Политехники решили заполнить существующий пробел в знаниях. Проведя расчеты и построив математическую модель, они исследовали процесс горения алюминия в кислороде и гелии при высоком давлении. Ученые ПНИПУ выяснили, что повышение давления по-разному изменяет параметры предпламенной зоны (зоны перед областью пламени), которые влияют на процесс горения.
Температура повышается всего на 15 процентов, а вот концентрация окислителя (кислорода) уменьшается более чем в 10 раз. Кроме того, степень диссоциации кислорода возрастает от одного процента до 67,5 процента, что тормозит его проникновение в зону пламени. Таким образом, политехники определили, что при горении частиц алюминия под воздействием высокого давления в среде гелий+кислород крупнодисперсный оксид алюминия не образуется из-за того, что окислитель не поступает к поверхности частицы.
«Выяснение наилучших условий для получения крупно- или ультрадисперсного оксида будет способствовать разработке новых технологических и энергетических установок, использующих алюминий. Перспективы алюминия как самостоятельного вида топлива – очень широкие. Например, в последнее время активно изучается возможность применять алюминий как горючее в автомобильной технике», – подводит итог Алексей Крюков.
Результаты исследования будут востребованы во всех сферах, где существует интерес к применению «алюминиевого топлива»: авиации, космонавтике, автомобильной и военной промышленности, машиностроении. Ученые Пермского Политеха планируют разработать программный комплекс, который сможет автоматически считывать параметры процесса горения алюминия, чтобы ускорить дальнейшие открытия в этой области.
Telegram 
Дзен 
VK Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно