Процессы переноса в микроструктурированных системах при наличии фазовых переходов, химических реакций и микромасштабного воздействия

Объектом исследования являются гидродинамические и физико-химические процессы в микроструктурных аппаратах энергетики, новые виды микродисперсного топлива, микроструктурные податливые покрытия для снижения турбулентного трения. Цель работы - разработка научных основ перспективных энергоустановок, основанных на микроструктурировании рабочих поверхностей, микродиспергировании топлив, применении функциональных микро- и наноматериалов для интенсификации фазовых и химических превращений, а также снижения турбулентного трения. В процессе работы выполнены исследования теплообмена при конденсации и кипении хладонов в микроканальном теплообменнике, изучены физико-химические превращения углеводородов в микроканальном реакторе-теплообменнике, исследовано микродиспергирование комплексных водоугольных топлив при кавитационной обработке, разработаны методы снижения турбулентного трения для податливых покрытий. В результате комплексных исследований впервые выявлены физические механизмы, установлены закономерности и разработаны методы расчета теплообмена при кипении и конденсации хладона R134a, зеотропной смеси хладонов R32/R134а и диэлектрической жидкости перфторгексан в условиях вынужденной конвекции в микроканальном теплообменнике с высокой удельной поверхностью. Разработан катализатор с распределенными наночастицами родия и выявлены закономерности паровой конверсии, парциального окисления, автотермальной конверсии газа углеводородного сжиженного С3/С4 и синтеза метанола в микроканальном реакторе-теплообменнике с высоким выходом водорода и метанола. Экспериментально установлены закономерности микродиспергирования и химической активации водоугольных и комплексных углеводородных топлив в кавитационной камере и при проточной кавитационной обработке. Разработан новый метод приготовления микроструктурного податливого покрытия, выявлена его динамическая податливость и степень снижения турбулентного трения для двухслойных покрытий. Степень внедрения - разработка относится к группе научно-исследовательских разработок, имеет поисковый вид эффекта. Полученные результаты вносят значительный вклад в выявление закономерностей физико-химических превращений в микроструктурных системах и могут использоваться при разработке перспективных устройств водородной и нетрадиционной энергетики.