«РОСАТОМ» / АО «ГНЦ РФ – ФЭИ»

Предложения к сотрудничеству

Мы открыты для сотрудничества, держим свои обязательства и готовы к реализации самых смелых проектов.

Лиофобные микро- и наносистемы как основа для создания новых энергетических устройств

Во всем мире в последние десятилетия резко возрос интерес к исследованиям и разработкам по наноматериалам, названным в России ультрадисперсными. Это связано с появлением новых, очень перспективных для практического использования, свойств материалов при уменьшении размеров кристаллов или частиц. Кроме того, такие материалы обладают высокой удельной поверхностью границ.

Высокопористые наноматериалы могут служить как молекулярные сита, катализаторы, молекулярно-чувствительные сенсоры, фильтры, аккумуляторы энергии и др.

Отдельный интерес представляют сложные системы, в которых помимо ультрадисперсной матрицы присутствуют еще какие-либо компоненты, например жидкость. Одной из таких систем является лиофобная капиллярно-пористая система (ЛКПС).

Лиофобные капиллярно-пористые системы – сложные гетерофазные микро- и наносистемы, состоящие из капиллярно-пористой матрицы и несмачивающей ее (т.е. лиофобной) жидкости.

Свойства

Лиофобные капиллярно-пористые системы обладают рядом уникальных физических свойств таких как,

  • высокая дилатометрия (объёмное расширение) при плавлении;
  • аномально высокая сжимаемость;
  • отрицательный температурный коэффициент расширения;
  • способность крайне эффективно и обратимо накапливать и преобразовывать тепловую и механическую энергию.

Области применния

Рабочие тела на основе лиофобных капиллярно-пористых систем могут быть положены в основу нового поколения энергетических устройств различного функционального назначения:

  • преобразователей тепловой энергии (тепловые двигатели, холодильники);
  • аккумуляторов механической и тепловой энергии;
  • нагнетателей давления;
  • демпферов пульсаций давления и механических колебаний;
  • антишоковых устройств;
  • компенсаторов давления жидкости;
  • пассивных защитных устройств.

Устройства для энергетики и объектов нефтегазового комплекса на основе лиофобных капиллярно-пористых систем

Автомобилестроение
  • Аккумуляторы механической энергии, в том числе пускачи, бамперы, демпфирующие устройства
Химическая промышленность и трубопроводный транспорт
  • Стабилизаторы давления, компенсаторы давления, пассивные защитные устройства
Энергетика
  • Преобразователи и аккумуляторы энергии, пассивные защитные устройства

Наиболее перспективным направлением применения лиофобных капиллярно-пористых систем является разработка пассивно срабатывающих защитных устройств.

Лиофобный компенсатор давления

Лиофобный компенсатор давления, согласно патенту РФ № 2187742, предназначен для повышения безопасности энергетического, химического и нефтегазового оборудования.

Диапазон срабатывания  0,1…20 МПа
Характер срабатывания пассивный, пороговый (непрерывный)
Время срабатывания ≤1 с
Срабатывание при повышении P≥доп
при понижении  P≤Pдоп

Преимущества

Преимуществами разрабатываемых устройств перед известными (мембраны, клапаны и др.) являются:

  • отсутствие разгерметизации системы;
  • многократный, пассивный характер срабатывания.

Лиофобные компенсаторы давления могут найти применение для защиты герметичных емкостей с жидкостью, находящейся под давлением, трубопроводов, экологически опасных объектов энергетики.

Пассивные защитные устройства по уровню температуры

Пассивные защитные устройства по уровню температуры предназначены для повышения безопасности энергетического и технологического нефтегазового оборудования и  придания ему свойств внутренне присущей самозащищенности от нарушений технологического режима и ошибок персонала, а также обеспечения гарантированного ресурса его безопасности.

Выполненные расчетно-экспериментальные исследования показали, что ПЗУ-Т будут иметь следующие характеристики:

Диапазон срабатывания  50-700 °С
Генерация значительных усилий до ~104 Н
Инерционность в потоке жидкости ~1-5 c

Представленные устройства являются устройствами нового поколения оборудования повышенной безопасности, обладающего свойствами внутренне присущей самозащищенности от нарушений технологического режима и ошибок персонала.