3. Лаборатория пористых сред

Сама лаборатория была открыта в 1967 году и называлась «Лаборатория низких температур». Заведующим лабораторией был назначен Васильев Леонард Леонидович. Сама лаборатория занималась изучением и проектированием холодильного оборудования. Но со временем деятельность лаборатории стала расширяться и её переименовали в «Лабораторию пористых сред». С 2013 года заведующим является Васильев Леонид Леонардович.

Схема лаборатории:

Заведующий лабораторией

Группа учёных

Научный руководитель

Ответственный исполнитель

Исполнители

Научный руководитель ведёт общее основание работ, проводит консультацию исполнителям о научной части работы. Ответственный исполнитель ведёт общее руководство работой, определяет объёмы работ для каждого исполнителя, проверяет качество и сроки выполнения работы. Исполнители проводят эксперименты, сбор информации по данной работе и т.д.

Основные направления деятельности лаборатории:

• Исследование процессов тепло- и массообмена в тепловых трубах (миниатюрные, микро-, контурные, сорбционные, пульсационные тепловые трубы, со спеченной порошковой структурой, с продольными канавками, с микро- и наноразмерными пористыми покрытиями, тепловые трубы большой длины, пародинамические термосифоны и т. д.).

• Разработка и исследование новых тепловых труб для систем терморегулирования космических аппаратов.

• Исследование процессов тепло- и массопереноса в сорбционных системах получения тепла и холода. Разработка и тестирование тепловых насосов и холодильников для систем когенерации и три-генерации энергии при утилизации тепла альтернативных источников энергии (грунт, грунтовые воды, энергия солнечного излучения, водные бассейны) и вторичных энергетических ресурсов (отходящие газы котельных и печей, отработанная вода и пар тепловых электрических станций и котельных).

• Разработка системы хранения и транспортировки природного газа, водорода и аммиака в связанном сорбентами состоянии при низком давлении. Численное моделирование процессов тепло- и массопереноса в баллонах для хранения газа на основе двумерной неравновесной модели.

• Экспериментальное исследование теплообмена при кипении и испарении углеводородов в мини-каналах с пористым нанопокрытием.

• Разработка методики расчета тепло- и массопереноса при парообразовании в пористом покрытии.

• Исследование процессов тепло- и массообмена при вакуумно-сорбционной сушке древесины, вакуумная кондуктивно-сорбционная сушка медицинских препаратов.

На данный момент лаборатория имеет три деловых контакта со Швецией, Китаем и ОАЭ. Они направлены на разработку охлаждающих систем для лазеров, компьютеров и смартфонов, а так же разработку электрических батарей для транспорта.

Перспективными направлениями для предполагаемых работ и сотрудничества являются:

• Новые конструкции тепловых труб для космических аппаратов;

• Утилизация энергии вторичных энергоресурсов (отходящие газы котельных и печей, отработанная вода и пар тепловых электрических станций и котельных) с помощью сорбционных тепловых насосов и теплообменников на тепловых трубах;

• Утилизация энергии альтернативных источников (грунт, грунтовые воды, энергия солнечного излучения, водные бассейны) с помощью тепловых труб и сорбционных тепловых насосов;

• Разработка экологически чистых систем кондиционирования и вентиляции для транспорта и жилых помещений;

• Охлаждение и терморегулирование микро- и оптоэлектроники, лазерной техники с использованием капиллярно-пористых структур и тепловых труб;

• Разработка сорбционных тепловых насосов и длинных тепловых труб для обогрева помещений с использованием теплоты грунта и солнечного излучения;

• Разработка вакуумно-сорбционной сушильной и теплоизоляционной техники;

• Разработка сорбционных холодильников для систем кондиционирования;

• Разработка аккумуляторов тепла и холода;

• Создание новых баллонов для хранения и транспортировки природного газа, водорода и метана в связанном сорбентами состоянии при низком давлении.

Участие в республиканских и международных проектах:

• ГППИ «Водород»

• Разработка процессов и аппаратов водородной энергетики, использовании многофункциональных возможностей водородосорбирующих систем

• ГКПНИ «Энергобезопасность»

• Интенсификация теплообмена при парообразовании в пористых теплоотдающих элементах применительно к испарителям сорбционных тепловых насосов и холодильников

• ГКПНИ «Тепловые процессы»

• Разработка научных основ эффективного охлаждения и терморегулирования изделий из микроэлектроники и силовой электроники

• ГКПНИ «Тепловые процессы»

• Разработка научных основ кондуктивно-сорбционной сушки термочувствительных медпрепаратов с использованием сорбентов и охлаждающих устройств

• ГКПНИ «Электроника»

• Разработка физико-технологических основ проектирования и изготовления мощных полупроводниковых приборов, интегральных микросхем и жидкокристаллических дисплеев высокой яркости с использованием высокоэффективных терморегулирующих микросистем на основе тепловых трубок, изготовление и исследование экспериментальных образцов указанных приборов, проведение апробации в условиях производства и разработка практических рекомендаций их коммерческого применения

• ГППИ «Композиционные материалы»

• Расчетное и экспериментальное исследование структурных и сорбционных характеристик углеродных материалов и композитов на их основе

• Проект Т09СО-017

• Адсорбционные системы поддержания влажности в музейных библиотеках и архивах: новые материалы, динамический принцип работы, расширение параметров микроклимата

• Проект Т08Р-085

• Селективные сорбенты воды для вакуумной сушки термолабильных веществ и биоматериалов

Основные разработки:

• Технологии создания гибких тепловых труб для применения в электронике;

• Технологии создания термостабилизирующих температуровыравнивающих экранов на тепловых трубах для примене­ния в пищевой промышленности;

Основные экспериментальные установки:

• Универсальная барокамера для тепловакуумных испытаний тепловых труб и оптико-электронной аппаратуры в условиях, имитирующих кос­мическое пространство (рис 3.1);

Рис. 3.1. Универсальная барокамера для тепловакуумных испытаний тепловых труб и оптико-электронной аппаратуры в условиях, имитирующих кос­мическое пространство.

• Исследуемые тепловые трубы для космического применения, установлен­ные в барокамере (рис 3.2);

Рис 3.2. Исследуемые тепловые трубы для космического применения, установлен­ные в барокамере.

• Экспериментальная установка для исследования теплообмена при испаре­нии и кипении жидкостей в мини-каналах на развитых поверхностях теп­лообмена (рис 3.3 и 3.4);

Рис 3.3. Экспериментальная установка для исследования теплообмена при испаре­нии и кипении жидкостей в мини-каналах на развитых поверхностях теп­лообмена.

Рис 3.4. Экспериментальная установка для исследования теплообмена при испаре­нии и кипении жидкостей в мини-каналах на развитых поверхностях теп­лообмена (вид изнутри).

• Лабораторный прототип адсорбционно-ресорбционного теплового насоса для получения тепла и холода (рис 3.5);

Рис 3.5. Лабораторный прототип адсорбционно-ресорбционного теплового насоса для получения тепла и холода.

• Сорбционный тепловой насос типа вода-воздух с 4 оребренными адсорбе­рами и погружным испарителем (рис 3.6);

Рис 3.6. Сорбционный тепловой насос типа вода-воздух с 4 оребренными адсорбе­рами и погружным испарителем.

• Баллоны для хранения и транспортировки водородосодержащих газов в свя­занном состоянии при низком давлении на основе твёрдых сорбентов (рис 3.7);

Рис 3.7. Баллоны для хранения и транспортировки водородосодержащих газов в свя­занном состоянии при низком давлении на основе твёрдых сорбентов.

• Экспериментальная установка по изучению характеристик сорбционного охладителя на твердых сорбентах (рис 3.8).

Рис 3.8. Экспериментальная установка по изучению характеристик сорбционного охладителя на твердых сорбентах.