Новости энергетики

Первый в стране комбинированный стенд для тестирования перспективных и традиционных видов авиационного топлива разработали ученые Томского политехнического университета. Установка с компьютерными «мозгами» отследит и проанализирует, как авиационные двигатели реагируют на разное топливо.

Лабораторный стенд состоит из двух малых копий газотурбинных двигателей, использующихся в гражданской авиации. На них установлены датчики для измерения температуры, давления, расхода жидкости, тяговой силы, концентрации выбросов, интенсивности шума и вибрации. Данные с сенсоров в режиме онлайн выводятся на монитор подключенного к стенду компьютера. Это позволяет в динамике оценить изменения характеристик двигателей при работе на разном топливе, а также анализировать параметры в зависимости от топлива и режима работы двигателя.

На установке прошли первые эксперименты. Разработчики планируют продолжать испытания, чтобы выявлять условия сжигания разных топливных смесей с наибольшим КПД. В перспективе установку оцифруют для создания цифрового двойника, чтобы проводить виртуальные тесты авиатоплива, подключат к нейросетям.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/

В Санкт-Петербургском политехническом университете усовершенствовали антидебризный фильтр, применяемый на атомных электростанциях для очистки теплоносителя. В разработке использовали суперкомьютер, а эксперименты показали, что фильтр стал в десять раз эффективнее.

Антидебризные (от англ. debris — «мусор, обломок») фильтры используют на АЭС для защиты тепловыделяющих элементов от посторонних элементов в теплоносителе — жидкости, которая отводит тепло от реактора. Мельчайший «мусор» может образовываться из-за коррозии, когда теплоноситель под давлением проходит через трубы, запорную арматуру и другие конструкции. Чтобы уловить даже крошечные частички, фильтры должны быть плотными, но при этом не задерживать сам теплоноситель и не приводить к снижению его напора.

Модель фильтра нового поколения в Петербургском политехе создали с помощью суперкомпьютера: загрузили в него данные о характеристиках труб, скорости и составе потока воды и получили оптимальную конфигурацию фильтра. После доработки специалистами получилась сложная структура из нескольких миллионов микроигл, формирующих каналы для прохождения жидкости. По расчетам, из-за такого расположения и формы каналов эффективность фильтрации повышается в десять раз.

Опытный образец напечатали на 3D-принтере из особо прочной и при этом пластичной стали. Ученые отметили, что за счет этого «колючий» фильтр получился надежным: он способен уловить посторонние предметы массой до 200 граммов, летящие в потоке жидкости со скоростью до шести метров в секунду, и не сломаться.

Сейчас фильтр проходит финальные испытания. Его планируют внедрять на российских атомных станциях.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/

Ученые Института геохимии и аналитической химии имени Вернадского усовершенствовали процесс изготовления «ядерных таблеток» — топлива из урана и плутония для реактора. Для этого они заменили промышленные вакуумные печи на генераторы микроволнового излучения.

Предложенные генераторы СВЧ-волн — это устройства, работающие по принципу обыкновенной кухонной микроволновки. Уран под действием микроволн за несколько минут нагревается до температур 1700–1800 градусов, чего достаточно для спекания урана с плутонием в «таблетку».

При традиционном способе получения ядерного топлива порошки диоксида урана и диоксида плутония перемешивают, прессуют и запекают в вакуумных электрических печах. Из-за высокой теплоемкости получившейся смеси она долго нагревается — на это может уходить до нескольких недель. Сами печи при этом разогреваются до более 2000 градусов, поэтому для безопасной работы им нужны регулярные осмотр, ремонт и замена компонентов.

По словам разработчиков, использование микроволн позволит производить ядерное топливо быстрее и безопаснее, потому что СВЧ-генераторы не нагреваются. Сейчас ученые работают над совершенствованием метода. В планах научиться производить таким же способом «ядерные таблетки», используемые на атомных электростанциях, с другими компонентами.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/

Ученые Института неорганической химии имени Николаева в Новосибирске предложили новый способ получения метана из природного газа в промышленных условиях. Он основан на использовании особого порошкового «фильтра» из смеси изофталевой кислоты, диазабециклооктана, цинка и гликолей. Разработка получила название NIIC-20 — от Nikolaev Institute of Inorganic Chemistry.

Для извлечения метана в специальную колонну засыпают кристаллический порошок-сорбент и пропускают через него природный газ. По словам авторов разработки, микроскопические каналы и поры в сорбенте почти идеально соответствуют по размерам и форме молекулам метана — самым маленьким среди углеводородов. «Фильтр» свободно пропускает только их, а примеси «впитывает» и задерживает: примерно так работает «жесткий» фейсконтроль на входе в дорогие заведения. Кроме метана NIIC-20 умеет «фильтровать» этан и пропан, но чуть хуже.

Как отмечают ученые, эффективность сорбента примерно в десять раз выше, чем у аналогов. Сорбционное разделение можно проводить при комнатной температуре. Сейчас авторы работают над улучшением свойств NIIC-20, однако, по их словам, само техническое решение готово — его можно внедрять на производстве.

Сейчас метан и этан в промышленности получают из природного газа с помощью низких температур. Газ охлаждают, конденсируют и прогоняют через несколько сепараторов — устройств для разделения смесей.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/

Ученые Северо-Западного наноцентра (Гатчина) при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ РФ разработали нанокомпозитные чернила на основе диселенида меди-индия-галлия (Cu(In,Ga)(S,Se)2) для изготовления солнечных CIGS-батарей печатным способом.

Созданные чернила нанесли на гибкую основу-подложку методом Roll-to-Roll, то есть с барабана на барабан. По этому методу печатный станок разматывает свернутую в рулон подложку, наносит на нее чернила и сворачивает заготовку с чернилами в другой рулон.

По словам ученых, полученные при помощи «барабанной» печати батареи прочнее кремниевых и более чем в два раза дешевле CIGS-батарей, изготовленных традиционным методом. В перспективе разработчики планируют усовершенствовать технологию, чтобы солнечные панели можно было печатать без использования подложки. Например, прямо на элементах кровли или корпусах смартфонов.

Традиционно CIGS-модули производятся путем напыления тонкого слоя раствора диселенида меди-галлия-индия на подложку в вакуумной среде. Фотоэлементы на основе диселенида меди-галлия-индия обладают более высоким коэффициентом поглощения солнечного света, поэтому для той же мощности, что и у кремниевых аналогов, CIGS-батареям достаточно в 100 раз меньшей толщины.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/

Новые запасы углеводородов обнаружили в Ханты-Мансийском автономном округе и Томской области с помощью нейросети. По предварительным оценкам, они содержат около 100 тысяч тонн нефти. Из указанных нейросетью пластов уже получили первый приток углеводородов.

Цифровой «геолог», созданный специалистами «Газпром нефти», использует алгоритмы машинного обучения. Программа обрабатывает сотни гигабайтов данных с действующих месторождений, «подмечает» закономерности и прогнозирует, где еще может скрываться нефть, которую не обнаружили другими способами, например сейсморазведкой. На обработку данных с тысячи скважин у нейросети уходит несколько минут.

Нейросеть помогает специалистам изучать и обрабатывать всю геологическую и геофизическую информацию, накопленную за годы работы компании. Искусственный интеллект заточен на поиск залежей в уже разрабатываемых месторождениях. Добывать их можно с помощью существующих скважин.

Больше новостей об энергетике на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/