Теплофизические свойства сложных систем и систем, использующихся для топливной энергетики

Био-реактивное топливо для авиационных двигателей является идеальной альтернативой обычному реактивному топливу. Состав биотоплива для реактивных двигателей аналогичен составу обычного реактивного топлива, но не содержит загрязняющих элементов таких как сера и азота и имеет короткий углеродный цикл. Для оптимизации конструкции авиадвигателей и производства био-реактивных топлив, сертификации новых био-реактивных топлив необходимо систематическое изучение их теплофизических свойств. Например, плотность и удельная теплоемкость важны не только для проектирования топливных баков самолетов и регулирования управления распределением потока в линиях подачи топлива, но и характеризуют плотность энергии и теплоемкость био-реактивных топлив. Вязкость, теплопроводность и межфазное натяжение связаны с характеристиками текучести и теплопередачи топлива для био-реактивных двигателей. Летучесть топлива для био-реактивных двигателей имеет решающее значение для характеристик безопасности в линиях подачи топлива при высоких давлениях и температурах. Как известно благодаря своим уникальным теплофизическим характеристикам (низкое давление паров, негорючий, хороший растворитель для полярных и неполярных органических и неорганических веществ, стабильность, подходящая вязкость, низкая температура плавления и широкая (по температуре) жидкая фаза), ИЖ могут заменить обычные токсичные, легковоспламеняющиеся и летучие органические растворители. Эффективность промышленного применения ИЖ и их смесей с органическими растворителями (углеводородами или спиртами) сильно зависит от надежных экспериментальных термодинамических данных и их зависимостей от температуры и давления. Изучение околокритических и сверхкритических разбавленных систем чрезвычайно важно для глубокого понимания природы межмолекулярных взаимодействий и микроскопических структур растворов. Сверхкритические флюиды имеют фундаментальное значение в геологии, химии, нефтегазовой промышленности и особенно в сверхкритической экстракции ценных биологически активных веществ для фармации. Однако большое разнообразие биологически активных веществ, их окси- и термолабильность не всегда позволяют их изучать экспериментальными методами. В этой связи разработка расчетных методов определения термодинамических параметров бинарных систем, одним из компонентов которой находится в критическом или сверхкритическом состоянии является весьма актуальным как с точки зрения получения фундаментальных знаний о взаимодействии частиц, так и практической точки зрения для прогнозирования извлечения ценных биологически активных веществ из биологических образцов для фармацевтики. Актуальны исследования физики нано-и гетероструктур, а также, фазового поведения вещества и фазовых переходов второго рода для веществ, помещенного в нано-и гетероструктуры, где поверхностная энергия твердого тела может оказать существенное влияние на поведение физических свойств вещества, при помощи теоретического и экспериментального исследования теплопроводности, при различных температурах и давлениях. Достоверные и надежные экспериментальные данные о термодинамических свойствах (PVT, теплоемкости при постоянном объеме (СVVТ), давлении насыщенных паров (РS,ТS), плотности на линии насыщения со стороны жидкости и пара (ТS,ρS), критические параметры (ТС,РС,ρС)), для основных чистых компонентов био-реактивного топлива и смесей ионной жидкости со спиртами. Эти экспериментальные данные могут быть использованы для разработки достоверных уравнений состояния и теоретических моделей, для предсказания свойств, био-реактивных топлив и смесей ионных жидкостей и спиртов, с любым составом, которые необходимы для различных инженерных разработок. В рамках выполнения данной темы расчетным методом будут определены термодинамические параметры систем, где один из компонентов будет находится в критическом или сверхкритическом состоянии (Преимущественно сверхкритический диоксид углерода +биологически активное вещество). Полученные результаты могут быть использованы в фармации для получения передовых лекарств из природных образцов с минимальными побочными действиями. Результаты исследования теплопроводности предполагают изучение фазовых переходов в пористой среде для веществ, имеющего нижнюю критическую температуру растворимости, выяснения правила аддитивности по теплопроводности в пористой среде, выяснения влияния границы раздела фаз и ее поверхностной энергии, выяснения применения существующих теорий жидкостей для оценки механизмов теплопроводности. Результаты можно использовать для оценки тепловых полей и эффективного применения критических технологий с использованием веществ, имеющих критические температуры растворимости для экстракции нефти из пластов с трудноизвлекаемыми запасами нефти (ТИЗН), а также, для регулирования фронта движения языков воды, в пластах с содержанием нефти, для интенсификации нефтедобычи.