AP26102323 – Жаңартылатын энергия көздерін интеграциялау және қалдық жылуды пайдалану үшін жоғары температуралы жылу сорғыларының тиімділігі мен конфигурациясын оңтайландыру
Мақсаты – Жобаның мақсаты – бу сығымдайтын жылу сорғысының көмегімен жоғары температурада (60–100 ℃) пайдалы жылуды өндірудің тиімді жүйесін әзірлеу және оңтайландыру. Жоба төмен потенциалды жаңартылатын жылуды түрлендіруге және/немесе қалдық жылуды кәдеге асыруға арналған оңтайлы бір сатылы және екі сатылы каскадты жылу сорғысының конфигурацияларын зерттеуге және анықтауға бағытталған.
Жобаның өзектілігі: Жобаның өзектілігі өнеркәсіптік және қызмет көрсету объектілерінің энергия тиімділігін арттыру қажеттілігімен, сонымен қатар қалпына келетін энергия көздерін интеграциялау және қалдық жылуды қайта пайдалану арқылы байланысты. Қолданыстағы жылу сорғылары төмен жұмыс температураларымен шектелген, ал өнеркәсіп салаларына 60–100 ℃ және одан жоғары температурадағы жылу қажет. Жоғары температуралы жылу сорғыларын оңтайландыру төмен потенциалды жылуды тиімді түрлендіруге, көміртек ізімен шығарындыларды азайтуға және кәсіпорындардың экономикалық және экологиялық көрсеткіштерін жақсартуға мүмкіндік береді.
Ғылыми жетекші: Беляев Ержан Келесович, PhD докторы, қауымдастырылған профессор, профессор-зерттеуші
Күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер:
Жобаның күтілетін нәтижелері жоғары температура (60-100℃) жылу өндіру үшін бу сығымдау жылу сорғыларының тиімділігі мен конфигурациясын оңтайландыруды, жаңартылатын жылу көздерін тиімді түрлендіруге және қалдық жылуды қалпына келтіруге арналған оңтайлы жылу сорғысының конфигурацияларын анықтауды, сондай-ақ озонды жұқарудың нөлдік әлеуетімен және жаһандық жылыну әлеуеті төмен қоршаған ортаға зиянсыз салқындатқыштарды таңдауды қамтиды. Негізгі нәтижелердің бірі сандық және эксперименттік деректердің айтарлықтай көлемін алу, оларды статистикалық өңдеу және талдау болып табылады. Бұл қолданыстағы оңтайландыру модельдерін жетілдіреді.
Техникалық ғылымдар және технологиялар саласындағы қолданбалы зерттеулерде күтілетін нәтижелерге қойылатын талаптар конкурстық құжаттаманың 7-бөліміне сәйкес орындалады. Өтініштің 9-бөлімінде жобаның бүкіл кезеңіне жариялау жоспары жоспары берілген. Жариялау жұмыстары көрсетілген жоспарға сәйкес және конкурстық құжаттама талаптарына сәйкес жүзеге асырылады.
Жобада белгіленген мерзімде әл-Фараби атындағы ҚазҰУ-дың механика бағыты бойынша диссертациялық кеңесінде диссертация қорғауды жоспарлап отырған бір PhD докторанты Ердеш Елнар Бақытханұлын дайындау қарастырылған. Ердеш Е.Б. жобаның жауапты орындаушысы ретінде әрекет етеді. Қазіргі уақытта жобаның технологиялық дайындық деңгейі (ТДД) – ТДД 3 (элементтерді әзірлеу және зертханалық сынақтан өткізу). Жобаның соңына дейін ТДД 4-ке дейін көтеру, соның ішінде зертханалық прототипті құру және эксперименттік сынақтар жоспарланған.
Күтілетін нәтижелердің негізгі ғылыми бағытты және ғылым мен техниканың сабақтас салаларын дамытуға әсері инженерлік термодинамика, жылу және масса алмасу, жоғары температура ағындары физикасы, сұйықтықтар мен газдар механикасы, газдар механикасы, есептеу гидродинамикасы, күн жылу жүйелері және экологиялық таза хладагенттер сияқты салалардағы пәнаралық зерттеулерді дамыту болып табылады. Жобаға жылу сорғыларының, күн жылу жүйелерінің және фазалық өзгерістер материалдарын пайдалана отырып, жылу сақтау жүйелерінің тәжірибелік үлгілерін жасау тәжірибесі бар жас ғалымдар қатысады. Алынған білім жобада қолданылып, тәжірибе Сәтбаев университеті мен әл-Фараби атындағы ҚазҰУ студенттеріне, магистранттарына және докторанттарына беріледі. Нәтижелер жылу жабдықтары мен жылумен жабдықтау жүйелеріндегі зерттеушілер мен кәсіпкерлер үшін, сондай-ақ өнеркәсіп секторы үшін практикалық құнды болады.
Жобаның әлеуметтік, экономикалық, экологиялық, ғылыми-техникалық тиімділігі ғылыми және инженерлік салаларда жас мамандарды дайындау болып табылады. Студенттер жылу жабдықтарын жобалау және оңтайландыру, жылу процестерін модельдеу және энергетикалық жүйелерді талдау бойынша білім мен дағдыларды меңгереді. Жобаның жаратылыстану бөлімі ҚазҰУ-да, ал қолданбалы бөлімі Сәтбаев университетінде тәжірибелік-эксперименттік жұмыстарға баса назар аударылып, жүзеге асырылады.
Бірсатылы және екісатылы каскадты жылу сорғылары үшін жылуалмастырғыштардың өлшемдері мен тиімділігін анықтауға, сондай-ақ аралық жылутасығыштардың жылу-физикалық қасиеттерін ескеруге мүмкіндік беретін эндореверсивті термодинамикалық модельге негізделген оңтайландыру есептік моделі жасалды. 1.2 Әзірленген оңтайландыру моделіне негізделе отырып, бу-компрессиялық жылу сорғыларының әртүрлі бірсатылы және екісатылы каскадты конфигурациялары бойынша есептеулер жүргізілді және әртүрлі оңтайландыру критерийлері сынақтан өткізілді. 1.3 «Су–Су» жылу сорғысының зертханалық прототипіне арналған құрамдас жабдықтардың есептелуі және іріктелуі жүзеге асырылды. 2025 жылғы зерттеулердің жаңалығы эндореверсивті термодинамикалық модель мен оңтайландыру алгоритмін әзірлеуде болып табылады.