1. Полное и сокращенное наименование Центра коллективного пользования.
“Высокотемпературный контур”, ЦКП ВТК

Руководитель установки:
Левин Анатолий Алексеевич, кандидат технических наук
levin@isem.irk.ru
+7(3952) 500-646(183)

2. Полный почтовый адрес места расположения центра.
664033, Россия, Иркутская область, ул. Лермонтова, 130

3. Наименование организации, на балансе которой состоит ЦКП.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭМ СО РАН)

4. Организационный статус подразделения организации, осуществляющего непосредственную эксплуатацию центра коллективного пользования.
Отдел теплосиловых систем.

5. Характеристика кадрового потенциала подразделения, осуществляющего научно-исследовательскую и экспериментальную деятельность на ЦКП (штатных сотрудников без совместителей):

а) Общая численность сотрудников: 10
в том числе:
– численность научных сотрудников: 6
– численность инженерно-технического персонала: 4
Количество докторов наук в общей численности сотрудников: 2
в том числе молодых, до 39 лет включительно: 0
Количество кандидатов наук в общей численности сотрудников: 4
в том числе молодых, до 35 лет включительно:3

6. Год создания ЦКП.
1974

7. Год проведения последней реконструкции или модернизации ЦКП, в результате которых значительно улучшены технические параметры/свойства ЦКП.
2021

8. Услуги, оказываемые на ЦКП “Высокотемпературный контур”

Оборудование ЦКП может применяться во многих, в том числе междисциплинарных направлениях исследования, таких как:

1) Исследование формальной и неформальной кинетики гетерофазного горения различных твердых материалов (полимеры, горные породы, твердые топлива, керамика, фармацевтика).

2) Исследование термической устойчивости.

3) Динамики газовыделения при термолизе различных материалов.

4) Исследование термохимической конверсии различных твердых топлив (древесная и растительная биомасса, угли, отходы углеобогащения, деревообработки, различные отходы, которые могут быть использованы в качестве твердого топлива.)

5) Межфазный теплообмен;
6) Многофазные течения;
7) Динамика элементов энергетического оборудования;
8) Нестационарные кризисные явления в каналах;

11. Основные направления оказания услуг в научной сфере:

Оборудование ВТК предоставляет разнообразные возможности для выполнения широкого спектра экспериментальных исследований по изучению нестационарных термогидравлических процессов в водоохлаждаемых каналах и пароводяных трактах энергетических установок в широком диапазоне изменения давлений, массовых расходов, температур теплоносителя и удельных тепловых нагрузок.

В постановочном плане исследованиями могут быть охвачены анализ системных или интегральных эффектов на пространственно распределенных участках (распределенные кризисы теплоотдачи и динамика температурных состояний поверхностей нагрева, динамика запаривания и повторного захолаживания каналов, динамика закризисного теплообмена и влияние на него затеснителей потока и интенсификаторов теплообмена, влияние присоединенных емкостей и др.), а также изучение локальных характеристик тепло-массообмена и гидродинамики (местные кризисы теплоотдачи, локальный теплообмен и тепловые потоки, режимы кипения и влияние на них структуры парожидкостной среды и др.) при самых разнообразных нестационарных условиях (частичная и полная разгерметизация канала, внезапное частичное и полное перекрытие сечения потока, резкие и глубокие изменения внешней тепловой нагрузки, совокупные возмущения расхода, тепловой нагрузки и давления и т.д.).

Синхронный термический анализ позволяет производить одновременно регистрацию изменения веса (термогравиметрия) и тепловых эффектов (дифференциально-сканирующая калориметрия, дифференциальный термический анализ). Исследования могут вестись в вакууме, в статистических и динамических условиях. Газовая среда может быть инертной (аргон, гелий, азот), окислительной (воздух, кислород), углекислотной и паровой, одновременно можно подавать три газа в любой пропорции до 250 мл/мин. Температурный интервал от комнатной температуры до 2400°С, для паровой печи 1200°С, скорость нагрева от 0,15°С/мин до 50°С/мин. Навеска образца от 5е10^-5 г до 5 г. Материал тиглей – Al2O3 и Pt/Rh, графит, вольфрам. Также можно измерять теплоемкость.

Квадрупольный масс-спектрометр предназначен для определения состава газовой фазы по массовым числам от 1 до 300. Сила электронного удара 70 еV. Масс-спектрометр нельзя использовать при работе в вакууме. Количественный анализ выделяющихся продуктов определяется по разработанной мной методике.

Метод PulseTA импульсного термического анализа основывается на впрыске определенного количества какого-либо газа в поток продувочного газа, проходящего через пространство, где находится образец, что зачастую приводит к реакциям. Также служит для количественного анализа состава газа. В зависимости от типа впрыскиваемого газа, возможно, исследовать химическое взаимодействие впрыскиваемого газа с твердым телом; исследование поведение впрыскиваемого газа адсорбируемого на твердом теле. Объем используемых петель 250, 500, 1000 мкл. В качестве впрыскиваемого газа могут быть использованы следующие газы – СО₂, СО, Н₀, СН₄, Н₂О, О₂, NO, SO₂, C₂H₄, C₂H₆, Ar, N₂, He, пропан-бутановая смесь – данные газы есть в наличии.

В наличии имеется программный комплекс NETZSCH Thermokinetics, который позволяет проводить кинетический анализ; прогнозировать сигнал, степень превращения, концентрации; производить поиск температурной программы для постоянной скорости реакции.

Экспериментальный стенд термохимической конверсии твердого топлива позволяет организовать непрерывный процесс конверсии в широком диапазоне параметров, включая состав и расход дутья, скорость подачи и удаления топлива, интенсивность внешнего подвода тепла к реактору. Конструкция стенда позволяет организовать конверсию топлива как при оптимальных условиях, так и в заведомо неэффективных режимах (с низким КПД, и калорийностью получаемого генераторного газа).