 |
Топливо будущего для ракет и машин: ученые ПНИПУ изучают процесс сжигания алюминия
Алюминий – перспективный материал в энергетике и машиностроении. Ученые ПНИПУ изучают особенности горения алюминия в различных условиях, чтобы сократить существующий пробел в знаниях и ускорить разработку машин и механизмов, работающих на алюминии.
Алюминий – перспективный материал в энергетике и машиностроении. Его добавляют в топливо для ракет, в будущем планируют использовать как самостоятельное горючее, например, для автомобилей. Алюминий не токсичен и не взрывоопасен, легко транспортируется и хранится (в отличие, например, от водородного топлива). Но физико-химические процессы его горения исследованы недостаточно, это ограничивает сферу его применения. Ученые ПНИПУ изучают особенности горения алюминия в различных условиях, чтобы сократить существующий пробел в знаниях и ускорить разработку машин и механизмов, работающих на алюминии.
Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника», 2023.
Ученые ПНИПУ обратили внимание на странный факт. Когда частицы алюминия горят при низком давлении, образуется ультрадисперсный (с очень маленькими, менее 100 нанометров, частицами) оксид (соединение химического элемента с кислородом), а при высоком – ультрадисперсный и крупнодисперсный (с крупными частицами). Однако если сжигать алюминий в среде гелий+кислород, то при любом давлении будет образовываться только ультрадисперсный оксид. Причины этого явления не описаны.
– При применении алюминия как горючего для энергоустановок эффективнее, чтобы продукты сгорания формировались в ультрадисперсном виде, это значительно уменьшает потери энергии. Ультрадисперсные порошки оксида алюминия также востребованы в современном материаловедении: их добавляют в смазочные материалы, используют для изготовления высококачественной керамики, – рассказывает кандидат технических наук, доцент кафедры инновационных технологий машиностроения ПНИПУ Алексей Крюков.
Политехники решили заполнить существующий пробел в знаниях. Проведя расчеты и построив математическую модель, они исследовали процесс горения алюминия в кислороде и гелии при высоком давлении. Ученые ПНИПУ выяснили, что повышение давления по-разному изменяет параметры предпламенной зоны (зоны перед областью пламени), которые влияют на процесс горения.
Температура повышается всего на 15%, а вот концентрация окислителя (кислорода) уменьшается более чем в 10 раз. Кроме того, степень диссоциации кислорода возрастает от 1% до 67,5%, что тормозит его проникновение в зону пламени. Таким образом, политехники определили, что при горении частиц алюминия под воздействием высокого давления в среде гелий+кислород крупнодисперсный оксид алюминия не образуется из-за того, что окислитель не поступает к поверхности частицы.
– Выяснение наилучших условий для получения крупно- или ультрадисперсного оксида будет способствовать разработке новых технологических и энергетических установок, использующих алюминий. Перспективы алюминия как самостоятельного вида топлива – очень широкие. Например, в последнее время активно изучается возможность применять алюминий как горючее в автомобильной технике, – подводит итог Алексей Крюков.
Результаты исследования будут востребованы во всех сферах, где существует интерес к применению «алюминиевого топлива»: авиации, космонавтике, автомобильной и военной промышленности, машиностроении. Ученые Пермского Политеха планируют разработать программный комплекс, который сможет автоматически считывать параметры процесса горения алюминия, чтобы ускорить дальнейшие открытия в этой области.
Контактное лицо: Марина Козаченко (написать письмо автору)
Компания: ПНИПУ (все новости этой организации)
Добавлен: 21:58, 13.12.2023
Количество просмотров: 122
Страна: Россия
| Ученый Пермского Политеха рассказал об изменениях в правилах для водителей, ПНИПУ, 21:48, 16.03.2026, Россия |
103 |
| С 1 марта 2026 года в России вступают в силу законодательные изменения, которые коснутся всех автовладельцев. Нововведения затронут цифровизацию электронных паспортов и усиление ответственности за нарушение ПДД. Ученый Пермского Политеха рассказал, какие изменения ждут водителей, как они повлияют на бюджет и авторынок, и что делать, чтобы избежать лишних расходов. |
|
| Ученые Пермского Политеха рассказали 10 неочевидных фактов про сон, ПНИПУ, 21:18, 16.03.2026, Россия |
26 |
| 13 марта отмечается Всемирный день сна. Ученые ПНИПУ рассказали, сколько плод спит в беременность, почему дети не видят себя во сне, как головной мозг избавляется от токсичных белков, зачем нам негативные сновидения, как нехватка сна приводит к диабету и какие психологические установки порождают бессонницу. |
|
| Ученая Пермского Политеха развеяла миф о вреде зимне-весенних овощей, ПНИПУ, 21:15, 16.03.2026, Россия |
20 |
| Существует миф, что зимне-весенние овощи содержат большое количество пестицидов и нитратов. Ученая Пермского Политеха разбирает популярный миф о зимне-весенних овощах, в чем их отличие от сезонных, как меняется количество витаминов в плодах и какие лучше всего употреблять для поддержания иммунитета. |
|
| Ученая Пермского Политеха поделилась 10 полезными фактами про почки, ПНИПУ, 21:55, 12.03.2026, Россия |
383 |
| 12 марта отмечается Всемирный день почки. Ученая ПНИПУ рассказала, когда формируются почки у ребенка, как работают, почему влияют на давление, мозг и витамин D, как часто их пересаживают, у кого выше риск образования камней, полезно ли есть арбуз и где разрабатывают искусственную почку. |
|
| Пермские ученые объяснили, почему на спутнике Сатурна бьют гейзеры, а на других — нет, ПНИПУ, 21:54, 12.03.2026, Россия |
383 |
| Европа, Энцелад и Титан — ледяные спутники Юпитера и Сатурна с подледными океанами. Только Энцелад выбрасывает воду в космос через гейзеры. Почему при сходном строении остальные спутники скрыты подо льдом, выяснили ученые Пермского Политеха и УрО РАН, создав математическую модель, которая объяснила этот феномен. |
|
|
|
