#КПД

Каждый раз, когда холодильник гудит, а кондиционер подает холодный воздух, внутри этих устройств работает одна и та же ключевая деталь — компрессор. Его задача — сжать газ-хладагент, который, нагреваясь, а затем остывая, забирает тепло и создает холод. Именно так работают все современные системы охлаждения. На сжатии газа основано множество современных технологий: от работы автомобильных двигателей и заправки газовых баллонов до промышленной сварки, производства газированных напитков и систем вентиляции в больницах. Но у современных установок по сжатию газа до давлений в десятки и сотни бар есть огромный недостаток: до 80% энергии они тратят не на работу, а на бесполезный нагрев, поэтому их КПД редко превышает 30%. Ученые Пермского Политеха создали первый в мире компрессор, который сжимает газы до существенных давлений принципиально иначе — плавно и почти без нагрева. В испытаниях установка показала КПД 98% — в несколько раз выше, чем у аналогов. Эта технология может сократить расход электроэнергии при промышленном сжатии газов в пять раз, что приведет к многомиллионной экономии и значительному снижению вредных выбросов.

Тренд на энергоэффективность охватывает все сферы — от строительства до техники. Особенно перспективным направлением становятся технологии накопления тепла, среди которых – грунтовые аккумуляторы. Белорусские инженеры создали лабораторный образец и математическую модель. Исследование открывает путь к масштабированию технологии и ее интеграции в транспортно-инфраструктурные комплексы uST, разработкой которых занимается международная инжиниринговая компания Unitsky String Technologies Inc.

В России много небольших удаленных населенных пунктов и промышленных объектов, куда проводить централизованное электроснабжение экономически невыгодно. Разработка отдельных энергоустановок — стратегическая задача для отечественной отрасли. Ученые Пермского Политеха по заказу АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» разработали и впервые представили макет перспективной энергетической установки на XI международном форуме технологического развития «Технопром-2024» в Новосибирске. Оборудование предназначено для малой энергетики и будет иметь КПД более 50 процентов.

Коэффициент полезного действия (КПД) — это показатель эффективности машины, который выражается в процентах. По общепринятой формуле КПД определяют, как отношение полезной работы (мощности) к затраченной. Такой подход позволяет оценить эффективность системы в целом, но не дает четкого понимания о том, от каких процессов сильнее всего зависит уменьшение или увеличение коэффициента. Ученые ПНИПУ разработали собственную методику определения КПД автомобиля, которая позволяет оценить сильные и слабые стороны при его эксплуатации.

Инженеры компании UST Inc. разрабатывают и производят уникальный транспорт — рельсовые электрические беспилотники на стальных колесах. Трассой для таких машин, которые получили название юнимобили, служит еще одна разработка компании — струнный рельс.

Литий-ионные аккумуляторы нашли широкое применение в нашей жизни: от бытовой техники и электромобилей до накопителей энергии в системах жизнеобеспечения труднодоступных районов. Они хорошо зарекомендовали себя в работе, имея высокую плотность энергии и низкий саморазряд. В достижении наилучших характеристик аккумуляторов огромную роль играет состав раствора электролита. Ученые МФТИ и ОИВТ РАН разработали более быстрый и надежный метод проверки состава на молекулярном уровне, который может обеспечить максимальный КПД.

Ученые МФТИ создали компактную направленную антенную решетку с высоким коэффициентом усиления и широкой областью применения в сфере технологий 5G. Антенна показала усиление более чем на 11,3 дБ в диапазоне частот от 2,5 до 4,5 ГГц. В первую очередь миниатюрные антенные решетки могут использоваться в беспроводной связи, где стоит задача управления лучом с высоким коэффициентом усиления и при этом выделяемое место под излучатель крайне ограничено.

Сверхлегкая энергосистема на водород-воздушных топливных элементах с прямой подачей воздуха, разработанная BMPower (Сколково) и НИУ «МЭИ», предназначена для энергоснабжения легкого воздушного и наземного транспорта, робототехнических устройств и телекоммуникационного оборудования.

Команда ученых из разных стран построила первый в своем роде квантовый тепловой двигатель, производительность которого превысила максимальную эффективность классического двигателя.