Фундаментальные особенности диспергирования двухкомпонентных эмульсий: прямое численное моделирование и оптические измерения
| Название НИОКТР | Фундаментальные особенности диспергирования двухкомпонентных эмульсий: прямое численное моделирование и оптические измерения |
|---|---|
| Аннотация | Значительным конкурентным преимуществом современных двигателей внутреннего сгорания и энергетических установок являются высокая эффективность сжигания топлива, относительно низкий уровень вредных выбросов и надежность работы. Однако, проектирование нового оборудования, обеспечивающего эти характеристики в широком диапазоне режимных параметров, затруднено многомасштабными физико-химическими процессами, которые представляют собой серьезный вызов для вычислительной термогазодинамики многофазных потоков. В частности, принципиальной проблемой является организация эффективного распыла и описание режимов горения новых перспективных композитных жидких топлив, которые с одной стороны позволяют уменьшить уровень вредных выбросов, а с другой стороны приводят к снижению эффективности горения и КПД оборудования. В рамках Проекта 2022 были получены результаты экспериментального и численного исследования процессов создания эмульсии, ее распыла при помощи центробежной форсунки, включая первичную и вторичную атомизацию струйного потока, слияние и дробление водотопливных капель жидкости, однако преимущественно при постоянной температуре. Целью данного проекта является развитие физических основ моделирования процессов взаимодействия двух компонентов жидкости, а также их испарения. При помощи современных экспериментальных методов измерения и суперкомпьютерного моделирования многофазных потоков планируется описать процессы взаимодействия отдельных одно- и двухкомпонентных капель со слоем жидкости и нагретой поверхностью для валидации моделей испарения. В экспериментах будут использованы современные оптические высокоскоростные методы измерения, а также прямое численное моделирование уравнений Навье-Стокса на основе метода volume of fluid, который будет использовать адаптивное сгущение вычислительной сетки порядка 10^9 ячеек с разрешением межфазной границы до 1 мкм. На базе полученной информации будет составлена карта режимов течения в пространстве параметров, характеризующихся размером капель, характеристиками используемых жидкостей, скоростью падения капель, толщиной покоящегося слоя жидкости, а также температуры твердой поверхности. Основываясь на полученном научном заделе, будут верифицированы и предложены модификации современных моделей испарения и взаимодействия компонент несмешивающихся жидкостей. Данный комплексный подход может быть успешно применен к широкому спектру задач при проектировании энергетического оборудования и развития российского инженерного программного обеспечения. Актуальность и востребованность результатов планируемых исследований подтверждается письмом о намерениях от ГК «Росатом». |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 12000.0 |
| Дата начала | 2025-09-11 |
| Дата окончания | 2027-06-30 |
| Номер контракта | 22-79-10246-П |
| Дата контракта | 2025-09-11 |
| Количество отчетов | 2 |
| УДК | 621.22.01 |
| Количество просмотров | 8 |
| Руководитель работы | Мулляджанов Рустам Илхамович |
| Руководитель организации | Маркович Дмитрий Маркович |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ТЕПЛОФИЗИКИ ИМ. С.С. КУТАТЕЛАДЗЕ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-09-22 06:38:36 UTC, 2025-09-22 06:38:36 UTC |
| ОКПД | Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | численное моделирование; теплообмен; взаимодействие капли с поверхностью; испарение капель; многофазные потоки |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 44.35.03 - Теоретические вопросы гидроэнергетики |
| OECD | — |
| OESR | Физика жидкости, газа и плазмы (включая физику поверхностей) |
| Приоритеты научно-технического развития | б) переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников энергии, способов ее передачи и хранения; |
| Регистрационные номера | — |