Ученые Томского научного центра СО РАН разработали численные модели, которые позволили значительно повысить эффективность пористых горелок — устройств, в которых топливо сгорает внутри микроскопических каналов. Моделирование показало: горелки на основе интерметаллидных соединений никеля и алюминия, полученные методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), в 2,5–5 раз эффективнее традиционных керамических аналогов.
Пористые горелки считаются одним из самых перспективных решений для будущей энергетики: они обеспечивают стабильное и почти безвредное для окружающей среды сгорание различных видов топлива, включая водород. Однако изучить процессы внутри таких устройств экспериментально крайне сложно — наблюдать за происходящим в порах практически невозможно. На помощь пришло компьютерное моделирование.
Сейчас огромное значение приобретает создание эффективных и экологичных энергоустановок, позволяющих экономить ресурсы и применять альтернативные виды топлива. Поэтому возможность управлять процессом горения относится к числу самых актуальных задач, стоящих перед наукой. Одним из перспективных технических решений являются пористые горелки, которые позволяют сжигать различные виды топлива с высокой эффективностью, практически не генерируя вредных выбросов в окружающую среду.
- Игорь Яковлев, старший научный сотрудник лаборатории технологического горения ТНЦ СО РАН кандидат физико-математических наук
Оказалось, что эффективность интерметаллидных горелок можно управляемо повышать, изменяя форму и размер пор, а также внутреннюю структуру устройства. Например, двухслойная конструкция обеспечивает более стабильное пламя и упрощает запуск.
По словам ученых, развитие подобных численных моделей открывает путь к проектированию новых энергетических систем с заданными характеристиками. В дальнейшем в ТНЦ СО РАН планируют использовать 3D-печать и СВС для создания пористых горелок с оптимальной морфологией под конкретные промышленные задачи.
Результаты исследований опубликованы в журналах Combustion Science and Technology и International Journal of Hydrogen Energy.
Источник: Минобрнауки РФ
Фото: ТНЦ СО РАН
