Шановнi науковцi!Вже пройшли тi часи, коли для участi у науковiй конференцiї обов"язково треба було їхати в iнше мiсто чи краiну. Тепер це можливо зробити набагато простiше.
д.т.н. Селезнёв Ю.В., Вергелис А.В., Липа И.И. ПУТЬ РАЗВИТИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЙ ЭНЕРГЕТИКИ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА.
д.т.н., профессор Селезнёв Ю.В.,
студенты группы П 5/1: Вергелис А.В., Липа И.И.
Николаевский государственный аграрный университет
Путь развития экологически чистой энергетики для сельского хозяйства
В учебно-научно-исследовательской лаборатории системологии приводов - УНИЛСП НГАУ проводятся поисковые научно-исследовательские работы и наработка вариантов проектов эффективной экологически чистой энергетики для сельского хозяйства. Особенностью проектирования такой энергетики является применение системно-аксиоматических методов для создания простых и технологичных конструкций с возможностью изготовления без применения сложного дорогостоящего оборудования. В результате проведенных исследований установлена перспективность использования углекомпозитных материалов для изготовления триботехнических узлов роторных машин различного назначения: насосов, компрессоров, расширительных машин, двигателей внутреннего и внешнего сгорания.
Новые материалы и технологии для создания экологически чистой сельскохозяйственной техники
Уже более века большинство деталей энергомашин выполняется из металлов и в частности из стали, получившей исключительно широкое распространение. Однако сталь становится хрупкой при низких температурах и теряет упругость и прочность при высоких (ее рабочий диапазон 240 - 950 К). Другим недостатком стали является большая плотность (удельный вес), что увеличивает весовые характеристики машин, снижая их быстроходность и маневренность. Низкая коррозионная стойкость также относится к недостаткам стали (ежегодно ржавчина разъедает десятки миллионов тонн стали).
В настоящее время широко развернулись работы по замене металлов новыми неметаллическими композиционными материалами, среди которых наиболее перспективным является углерод-углеродный композит. Специалистами УНИЛСП НГАУ разработана и запатентована новая технология получения углекомпозитных изделий без потребления электроэнергии. На этой технологической установке можно изготавливать вкладыши подшипников скольжения, втулки цилиндров, валы и оси, электроды и электронагреватели различного назначения. Кроме того, на данной установке можно получать углеродные сорбенты и активированный уголь. Исходными сырьевыми материалами в этом случае является углеродосодержащий газ, углеродная ткань или лента и другие углеродные наполнители, которые могут быть получены из отходов сельского хозяйства. Изделия, полученные на этой установке, по легкости и антикоррозийности не уступают пластмассовым, по термостойкости - керамическим. При этом сохраняется прочность на уровне стали в широком диапазоне температур (до 2000 К).
Характеристики углекомпозитов являются управляемыми. Так, например, из них можно изготовить антифрикционный материал с коэффициентом трения менее 0,1 или фрикционный материал с коэффициентом трения более 0,6.
Новые возможности создания экодвигателей внешнего сгорания с использованием углекомпозитов
Одним из важных вопросов современной экологии является замена существующих поршневых двигателей внутреннего сгорания, которые имеют низкий КПД, кроме того, шумят, вибрируют, некачественно сжигают огромное количество дефицитных топлив и отравляют атмосферу ядовитыми выхлопными газами. В УНИЛСП НГАУ получены некоторые положительные результаты в этой области: получены патенты на тепловой солнечный двигатель, планетарную фрикционную соосную передачу с использованием углекомпозитов, роторные машины различного назначения.
В настоящее время разрабатывается роторный двигатель внешнего сгорания с утилизационным термодинамическим циклом. Разработана схема такого двигателя, выведена формула термического и эффективного КПД, разработана конструкция роторного компрессора и расширительной машины, несколько вариантов теплообменного аппарата. Предполагаемый КПД такого двигателя равен 0,7-0,8. С целью повышения экономичности, воздух после работы в расширительной машине направляется в камеру внешнего сгорания, при этом возвращается часть потерянной теплоты рабочего цикла и сокращается расход топлива при сохранении той же температуры в камере сгорания. В качестве топлива желательно использовать различные углеводородные газы: метан, этан, пропан, бутан, этилен, пропилен, бутилен, биогаз.
Еще более эффективным и перспективным будет создание комплексной ветросолнечной тепловой энергосистемы для сельского хозяйства с включением технологической системы получения углерод-углеродных изделий. В этом случае из углеводородного газа перед сжиганием частично отбирается углерод путем газофазного осаждения, а насыщенный водородом газ сжигается в камере внешнего сгорания.
Эффективное использование таких энергосистем, в зависимости от погодных условий, позволит пользователям всегда иметь неисчерпаемую бесплатную энергию и не отравлять окружающую среду вредными выхлопами, что улучшит состояние здоровья обитателей нашей планеты. Для ускорения внедрения новой экоэнергетики необходимо форсировать поисковые научно-исследовательские работы, а также опытно - конструкторские работы, с привлечением широкого круга талантливых (гениальных) специалистов из числа студентов, преподавателей и других сотрудников - оптимистов с системным мышлением.
Литература: Научные труды сотрудников УНИЛСП НГАУ.
