#топливо

Ученые ЮФУ нашли способ удешевить и продлить срок службы топливных элементов. Исследование раскрывает ключевые факторы, влияющие на стабильность катализатора, и предлагает решение для создания более доступных и долговечных материалов.

Специалисты «Росатома» завершили начальную стадию создания цифрового двойника для радиохимического производства. Этот программный комплекс под названием «ВИЗАРТ-РДМ» (Виртуальный завод радиохимических технологий — Регенерация делящихся материалов) станет основой для моделирования процессов переработки использованного ядерного топлива (ОЯТ) и работы с радиоактивными отходами (РАО). Его внедрение поможет улучшить проектирование и эксплуатацию соответствующих предприятий.

Ученые разработали высокоэффективный платина-кобальтовый катализатор для производства водорода из метана. Сырьем может стать возобновляемый источник — биогаз, образующийся на свалках при разложении органики, что позволит получить «зеленый» водород. Открытие совершила команда исследователей из РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева РАН и Института общей и неорганической химии имени Н.С. Курнакова РАН.

Исследования ученых РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина подтвердили, что технология производства авиационного топлива SAF из растительных лигноцеллюлозных отходов позволит снизить выбросы углекислого газа на 75% по сравнению с нефтяным керосином.

С ростом полетов значительно увеличиваются требования к надежности газотурбинных двигателей. Для обеспечения их долговечности и бесперебойной работы необходимо проводить строгие испытания внутренних систем, отвечающих за подачу топлива, регулирование давления и другие жизненно важные функции механизма. Все это требует больших временных затрат (от 500-600 до нескольких тысяч часов) из-за высокой сложности и стоимости оборудования. Обычно в ходе испытаний оператор вручную настраивает и контролирует различные параметры, но это может быть сопряжено с рисками ошибки и все еще требует немало времени. Ученые Пермского Политеха создали специальную отечественную программу, которая автоматизирует процесс и делает его не менее чем в 1,5 раза быстрее.

Синтез-газ служит основой для производства множества ценных химических продуктов. Это смесь водорода и оксида углерода, которую вырабатывают из углеродсодержащего сырья, а затем перерабатывают в топливо, пластмассы, удобрения, синтетические смолы и лекарства. В промышленности для его получения используется специальный реактор, в котором сырье, например, природный газ, с помощью катализатора и при определенных температуре и давлении преобразуется в синтез-газ. Ученые Пермского Политеха разработали новый тип реактора, который обеспечивает равномерный прогрев устройства, в отличие от аналогов. Конструкция позволяет на 30% увеличить производительность получения синтез-газа.

Специалисты Пермского Политеха представили уникальную разработку в области силовых установок — импульснотурбинный двигатель, который может изменить будущее беспилотных летательных аппаратов. Это гибридная конструкция, которая сочетает лучшие черты поршневых и турбинных технологий, и на 5-10% эффективнее по сравнению с традиционными аналогами.

Форсунки — ключевые элементы бензиновых и дизельных двигателей, которые дозированно подают топливо в камеру сгорания в виде мелкого распыления. Необходимо регулярно проверять их исправность, так как от этого зависит правильность работы двигателя, умеренность расхода горючего и экологичность выбросов выхлопных газов. Существующие стенды для выявления отклонений — это чаще всего сложные габаритные установки с дорогостоящим оборудованием, неудобные в обслуживании. Специалисты Пермского Авиатехникума и Пермского Политеха представили инновационный стенд для диагностики топливных форсунок, созданный с применением аддитивных технологий. Новое решение отличается компактностью, низкой себестоимостью и простотой производства, что делает его доступным и перспективным для российских предприятий.

В порту Роттердам впервые успешно провели тестовую бункеровку 800 кубометров жидкого аммиака (около 500 тонн) при температуре минус 33 градуса Цельсия между двумя судами Oceanic Moon и Gas Utopia. Операция длилась приблизительно 2,5 часа.

Сгорая, топливо выделяет тепловую энергию, благодаря которой работают газотурбинные двигатели. Для того, чтобы оно сжигалось хорошо, его нужно тщательно перемешать с воздухом. Подогрев помогает сделать это быстрее и эффективнее. Это особенно важно при использовании бедных смесей, в которых воздуха больше, чем топлива, из-за чего оно может сгореть не полностью и двигатель будет работать хуже. Однако существующие методы подогрева приводят к выбросам углекислого газа и оксида азота, которые в больших количествах вредны для здоровья человека и окружающей среды. Ученые Пермского Политеха исследовали процессы, происходящие при подогреве топливного газа, и выяснили, что лучше делать это перед камерой сгорания двигателя — так выброс вредных веществ снизится на 24 процента для угарного газа.

Новая конструкция топливных форсунок авиационных воздушно-реактивных двигателей с системой охлаждения без применения и с применением электростатических полей от ученых КНИТУ-КАИ имени А. Н Туполева и Центрального института авиационного моторостроения имени П .И. Баранова предотвратит образование в них твердого углеродистого осадка. Конструктивные схемы включают наружную рубашку охлаждения с каналами особой геометрии.

Ученые «Росатома» успешно завершили первый этап реакторных испытаний лабораторных образцов топлива для высокотемпературного газоохлаждаемого реактора (ВТГР) в условиях экстремально высоких температур. Специалистам удалось подтвердить работоспособность предварительно облученного топлива реактора при температурах до 1600 градусов.

Ученые из Всероссийского НИИ автоматики имени Н. Л. Духова и Университета МИСИС предложили прогнозировать возникновение дефектов в материалах ядерных реакторов с помощью новой модели на основе искусственной нейронной сети. Результаты полезны для создания материалов, устойчивых к облучению в течении длительного срока службы.

В конструкции газотурбинных двигателей используют высокопрочные и жаростойкие сплавы. Но пока не существует материалов, которые были бы полностью устойчивы к коррозии. Для их разработки важно изучать, как в реальных условиях разрушаются сплавы, используемые сейчас в газотурбинных установках. Ученые Пермского Политеха разработали автоматизированную уникальную стендовую установку, с помощью которой изучили появление солевой и газовой коррозии, а также ее влияние на жаропрочный никелевый сплав. Результаты полезны для качественного создания новых улучшенных промышленных материалов.

Российские инженеры предложили алгоритмы для управления двигателями причаливания и ориентации, которые используются на российском перспективном транспортном корабле «Орел». Разработка позволит космическому аппарату в автоматическом режиме обеспечить реализацию орбитальных маневров при помощи ракетных двигателей, а также перемещение в ближней зоне при стыковке к орбитальной станции. Предложенные методы помогут выбрать лучшую траекторию и уменьшить расход топлива во время длительного космического полета. Также они позволят перестроить работу ракетных двигателей в случае нештатной ситуации.

Сегодня активно изучается новый тип горючего материала — гранулированное топливо. Рассматривается его применимость для разных энергетических установок и сравнивается с другими видами топлива. Но пока особенности использования инновационного горючего изучены в основном в теории. Ученые Пермского Политеха разработали экспериментальную установку, которая позволяет на практике исследовать систему подачи гранул в камеру сгорания ракетных и прямоточных двигателей. Достоверная имитация всего процесса, поможет качественно определять оптимальные характеристики истечения топлива и параметры устройства регулирования его расхода.

Ученые из АО «ГНЦ НИИАР», входящего в «Росатом», изготовили опытную партию тепловыделяющих элементов (твэлов) с виброуплотненным уран-плутониевым МОКС-топливом для многоцелевого быстрого исследовательского реактора (МБИР). Этот реактор сегодня возводят в Ульяновской области. Твэлы уже прошли приемочные испытания и в скором будущем выйдут на серийное производство.

Когда ракета-носитель расходует топливо, ее топливные баки становятся больше не нужны: они превращаются в мертвый груз. Кроме того, теряя топливный бак, теряются еще десятки миллионов долларов — стоимость двигателей, использующихся на ступени. «Ракеты‐самопожиратели», которые сжигали бы свои баки в качестве горючего, не только разрешили бы проблему мусора, но и сэкономили бы заказчикам огромные деньги. Группа инженеров из Великобритании впервые построила прототип ракетного двигателя, «питающегося» частями ракеты.

В беспилотных, боевых самолетах и крылатых ракетах применяются надежные и простые в конструкции ракетно-прямоточные двигатели. Сейчас в энергетических системах используются разные виды топлива, которые в этом типе двигателя приводят к определенным недостаткам, например, невозможности многократного запуска и низким эксплуатационным характеристикам. Поэтому актуален поиск других способов повышения эффективности ракетно-прямоточного двигателя. Для этого ученые Пермского Политеха подобрали оптимальный состав нового гранулированного топлива, который усовершенствует работу летательного аппарата.

Разработка ученых Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ потенциально может найти применение в производстве экологически чистого топлива и накопления энергии. Кроме того, технология может значительно повысить эффективность расщепления воды, способствуя переходу к устойчивой энергетике.