16+
Регистрация
РУС ENG
http://www.eprussia.ru/epr/87/6276.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 11 (87) октябрь 2007 года

Прорывные идеи в науке: редко, но в яблочко

Прорывные идеи в науке редки. А уж когда их научатся использовать на благо обывателя – одному Богу известно. Частенько проходит не один год, прежде чем новую идею заставят работать на человечество. Достаточно вспомнить Анри Беккереля, который еще в1896 г. обнаружил глубоко проникающее излучение урановых соединений (позже Мария Склодовская-Кюри назовет это излучение радиоактивностью). Примерно через полвека это открытие чуть не привело человечество к гибели, подарив ему атомную бомбу, и только потом – к появлению нового источника энергии – атомных электростанций.

В Санкт-Петербургском государственном политехническом университете во второй половине XX в. был разработан градиентный датчик теплового потока (ГДТП), а востребован он оказался только в начале века XXI!

Этот прибор необходим при создании новых турбогенераторов, котлов, турбин, двигателей внутреннего сгорания и т. п. Он помогает понять, почему самолет взлетает, а автомашина – нет. Звучит сказочно, но датчик, установленный в сердце энергетического объекта, где температура достигает сотен градусов, позволяет создать оптимальную систему охлаждения.

Для любознательных добавим, что первопроходцем в создании ГДТП был Николай Дивин. Он обнаружил явление термоэлектричества (переход тепловой энергии в электрическую и обратно) в одном веществе (немецкий ученый Томас Зеебек открыл это явление в начале XIX в. в двух металлах – в термопаре). Это вещество – анизотропный монокристаллический металл висмут (кристалл, обладающий разными свойствами в разных направлениях), в котором под воздействием теплового потока течет ток, определяемый любым тестером.

Сегодня ученые нового поколения Сергей Сапожников, Владимир и Андрей Митяковы – добавили к прежнему ГДТП собственные разработки и превратили его в коммерческий проект.

По словам Андрея Митякова, кафедра теоретических основ теплотехники выпускает до 100 штук датчиков в год, но может делать до 100 штук в месяц! В целом, – говорит он, – за рубежом есть подобные датчики, но наш датчик работает на другом принципе и превосходит зарубежные аналоги по самым важным параметрам. Например, наш датчик отличается быстродействием – постоянная времени 10 наносекунд (средняя скорость, с которой датчик реагирует на изменение параметра), а у зарубежных образцов – на 3‑5 порядков медленнее. Плюс наши датчики позволяют использовать в качестве измерительного прибора любой бытовой тестер.

И, наконец, наш датчик стоит около 2500 руб. (100 долл.) за квадратный сантиметр площади, а зарубежный – 1500 долл.

О высоком качестве датчиков говорит их успешное использование американцами в проекте по изучению систем охлаждения радиоактивных материалов, а также в ряде проектов в Германии и в «Росавиакосмосе».

Где ГДТП нашел свое применение? Да буквально везде, поскольку энергия присутствует всюду. В частности, в искусственных спутниках Земли, в мощных электротурбогенераторах завода «Электросила» (150 МВт), где датчик необходим, чтобы грамотно спроектировать каналы охлаждения. При этом датчики остаются внутри турбины все время ее работы и дают представление об оптимальности системы охлаждения.

Интересно, что об использование ГДТП в Чернобыле неизвестно, а вот американцы их используют: им важно знать, как правильно охлаждать боеголовки, которые они собираются хранить после утилизации. (Боеголовка – это шарик диаметром 100 мм из радиоактивных материалов, который выделяет 60 Вт тепловой энергии (как лампочка) постоянно в течение 10 тыс. лет и поэтому нуждается в охлаждении.)

Сегодня в Политехническом институте делают около двух десятков разных вариантов датчиков размером со спичечную головку (размеры по мере необходимости могут быть любыми). Схема датчика – не тайна, вся сложность – технология изготовления.

В заключение скажем, что градиентные датчики – принципиально новое средство для измерения тепловых потоков плотностью от 100 до 10 МВт/м2 и их пульсаций.

В 2007 г. специалисты Политеха создали опытные образцы высокотемпературных (до 1400 град. С и выше) датчиков на основе искусственных композитов.
Автор и ведущий раздела
Елена НЕПОМЯЩАЯ
E-mail: lemone@mail.ru

Кабельная арматура, Лампа , Турбины, Электричество , Энергия , Электростанция

Отправить на Email

Похожие Свежие Популярные

Войти или Зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.