ПЕРМЬ, 29 сентября. /ТАСС/. Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали технологию охлаждения воздуха для газотурбинных установок (ГТУ), увеличивающую их эффективность и производительность. Об этом ТАСС сообщили в пресс-службе вуза.
"Одним из важных факторов работы газотурбинной установки является коэффициент полезного действия. Это характеристика эффективности устройства в отношении преобразования или передачи энергии. Жаркие климатические условия приводят к падению этого показателя, для его повышения нужно охладить воздух, поступающий в установку. Решением проблемы является адиабатическое охлаждение - процесс понижения температуры воздуха без изменения общего теплосодержания системы. Это означает, что тепло никуда не отводится, как, например, в кондиционере", - рассказали в университете.
По словам аспиранта кафедры "Общая физика" ПНИПУ Алексея Костыря, самый простой пример адиабатического охлаждения - фонтан. "Вокруг фонтана всегда прохладно, так как воздух охлаждается за счет того, что отдает свое тепло каплям воды, а те, в свою очередь, частично испаряются. Водяной пар при этом смешивается с воздухом. Таким образом, сумма теплоты в воздухе не поменялась, но произошло ее перераспределение: от воздуха теплота перешла к пару. Пар при этом относительно холодный. На этом принципе основана работа оросительных камер, по сути своей напоминающие фонтаны, спрятанные в некий корпус", - объяснил ученый.
Как пояснил исследователь, осуществить адиабатическое охлаждение воздуха можно, распыляя воду в воздушном потоке. Однако важно, чтобы капли жидкости не попали во входное устройство установки, так как это повышает риск образования влажной пыли, которая усиливает гидравлическое сопротивление, из-за которого установка теряет энергию. Эту проблему ученые предложили решить, обеспечив полное испарение капли с помощью сухого воздуха в оросительной камере.
Ученые ПНИПУ смогли доказать, что применение такой технологии охлаждения воздуха для ГТУ результативно и перспективно. "Ее использование сократит отрицательное воздействие повышенных температур наружного воздуха на экономическую эффективность энергетических установок, основанных на газотурбинных технологиях", - отметили в вузе.
Статья пермских исследователей опубликована в журнале "Математические методы в технологиях и технике", №5 за 2023 год. Работа выполнялась по заказу предприятия "Газпром добыча Оренбург", специалисты которого содействовали проведению исследования.