Термодинамічне обґрунтування вибору нових робочих середовищ для екологічно безпечних технологій - Автореферат

Міністерство освіти і науки України Термодинамічне обґрунтування вибору нових робочих середовищ для екологічно безпечних технологійРобота виконана в Одеській державній академії холоду Міністерства освіти і науки України Науковий консультант: доктор технічних наук, професор Железний Віталій Петрович, завідувач кафедри інженерної теплофізики Одеської державної академії холоду МОН України Офіційні опоненти: академік Національної академії наук України, доктор фізико-математичних наук, професор Булавін Леонід Анатолійович, завідувач кафедри молекулярної фізики Київського національного університету імені Тараса Шевченко доктор технічних наук, професор Братута Едуард Георгійович, професор кафедри теплотехніки та енергоефективних технологій Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» доктор технічних наук, професор Геллер Володимир Зіновійович, професор кафедри екології Одеської національної академії харчових технологій 108 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.087.01 при Одеській державній академії холоду, за адресою: вул.Досягнення теорії та практики свідчать, що для вирішення ряду сучасних проблем технічної теплофізики та промислової теплоенергетики потрібні нові підходи, спрямовані на пошук четвертої генерації холодоагентів з низьким потенціалом глобального потепління (іонні рідини, фторовані ефіри), підвищення ефективності енерготрансформаційних систем за рахунок аномальних фізико-хімічних властивостей розчинів наночасток у класичних рідинах, утилізацію низькопотенційних джерел енергії, створення надкритичних водних ядерних реакторів і надкритичних флюїдних технологій знищення хімічної зброї. Результати були отримані при виконанні науково-дослідних робіт за темами: "Термодинаміка надкритичних флюїдних розчинів - середовища для руйнування токсичних речовин" - грант Президента України для підтримки наукових досліджень молодих учених (0106U012001); "Термодинамічна та фазова поведінка надкритичної води як екологічно дружнього середовища: від знищення хімічної зброї до четвертого покоління ядерних електростанцій" - спільний українсько-угорський проект (0109U005708), "Надкритичні флюїди як екологічно чисте середовище для обробки та деструкції органічних матеріалів" - грант НАТО CBP NUKR CLG 982312, а також у рамках виконання держбюджетних робот "Розвиток нових енергетично-ефективних азеотропних і квазіазеотропних холодильних сумішей на базі термодинамічного та молекулярного моделювання" (0103U001582), "Структура та термодинаміка надкритичних флюїдних розчинів - середовища для створення наноматеріалів і руйнування небезпечних речовин" (0103U001589), "Фізико-хімічні властивості нанофлюїдних розчинів - нових робочих тіл і теплоносіїв для енергоконверсійних систем (0106U002617), "Структура та термодинаміка інтелектуальних нанорідин - нової генерації робочих середовищ з наперед заданими властивостями" (0109U000412). Для досягнення поставленої мети були сформульовані і вирішені наступні завдання: - розробити концепцію інтелектуального моделювання термодинамічної поведінки нових перспективних робочих середовищ для екологічно безпечних технологій на основі алгоритмів класифікації, кластеризації та нейромережевого прогнозування фізико-хімічних властивостей речовин; побудувати моделі поліаморфних флюїдних систем з декількома критичними точками як відображення двохмасштабного потенціалу міжмолекулярної взаємодії; дослідити особливості термодинамічної поведінки речовин у метастабільній області діаграми стану та оцінити можливу локалізацію другої критичної точки води; У роботі вперше отримані наступні нові наукові результати: - розвинена стратегія моделювання термодинамічної та фазової поведінки нових і маловивчених класів робочих середовищ для екологічно безпечних технологій на основі підходів, що реалізують перехід від парадигми надлишкових, але інформаційно недостатніх даних до інтелектуальних систем відновлення та прогнозування термодинамічної поведінки речовин на основі штучних нейронних мереж;Експериментальні дані, що було опубліковано протягом останнього десятиліття, про наявність фазових переходів рідина - рідина в однокомпонентних системах (вуглець, фосфор, азот, кремній і ін.) при високих тисках, викликали значний інтерес до ще нерозшифрованих явищ поліаморфізму. Моделі типу ван дер Ваальсу в силу принципових обмежень теорії середнього поля не в змозі прогнозувати аномальну поведінку функцій відгуку на механічні й термічні збурювання поблизу критичної точки рідина - рідина, де розбіжності більш слабкі у порівнянні із критичною точкою рідина - пар.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ