Інститут горiння i нетрадицiйних технологiй

Інформація оновлена 17.09.2015

Інститут горiння i нетрадицiйних технологiй

Керівний склад ІГНТ ОНУ:

Заступник директора з наукової роботи

Вовчук Якiв Іллiч - кандидат фізико-математичних наук, старший науковий спiвробiтник

Завідувач вiддiлом загальної i теоретичної макрокiнетики

Шевчук Володимир Гаврилович - доктор фізико-математичних наук, профессор

Завідувач вiддiлом енергетичного горiння

Вовчук Якiв Іллiч - кандидат фізико-математичних наук, старший науковий спiвробiтник

Завідувач вiддiлом технологiчного горiння

Полєтаєв Микола Іванович -доктор фізико-математичних наук, доцент

Завідувач вiддiлом структурної макрокiнетики і СВС

Полiщук Дмитро Дмитрович - кандидат фізико-математичних наук, доцент

Історія ІГНТ ОНУ

Інститут горiння i нетрадицiйних технологiй(ІГНТ) був створений 15 квітня 1994 року спiльним наказом Мiнiстерства освіти України та Мiнiстерства машинобудування, вiйськово-промислового комплексу i конверсiї України,на базi декiлькох лабораторiй науково-дослiдної частини та кафедри загальної i хiмiчної фiзики фiзичного факультету Одеського нацiонального унiверситету ім. І.І. Мечникова.

Засновником, науковим керівником і директором Інституту був відомий вчений, академік Академії інженерних наук України, д.ф-м.н., професор Золотко Андрій Ніконович (1994-2014).

Напрямки наукових досліджень:

Макрокінетика горіння.

Експериментальні та теоретичні дослідження механізмів і закономірностей об’ємного займання та запалювання, об'ємного горіння, розповсюдження хвильтління і горіння, і утворення конденсованої фази при факельному горінні в дисперсних системах.

Энергетичне горіння.

Пошук і обґрунтування півищення енергетичної та екологиченої еффективності роботи енергосилових пристроїв при зпалюванні різноманітних палив, в тому числі, низькосортніх палив огранічного походження. Наукове обґрунтування умов і способів забезпечення пожежо- вибухобезпеки при роботах з твердими і рідкими горючими речовинами.

Технологічне горіння.

Розробка технології газодисперсного синтезу (ГДС) нано- і ультрадисперсних порошків оксидів металів (Al₂O3, ZrO2, TiO2, Fe2O3, MgO, ZnO) в двохфазному полум'ї.
Розробка технології утилізації відходів виробництв методами створення і зпалення водо-паливних емульсій.
Розробка технології отримання перспективних люмінофорів і твердих мастил методом саморозповсюджуючогося високотемпературного синтезу (СВС).

Структурна макрокiнетика і СВС.

Єкспериментальне дослідження і теоретичне моделювання фізичних і хімічних процесів твердофазного горіння при СВС-синтезі. Розробка наукових засад і методів керування формуванням продуктів твердофазного горіння із заданими властивостями.

Види горючих матеріалів:

органічні тверді палива - вугілля, в тому числі, високозольне, торф, сланці, деревина, низькокалорійні відходи переробки сільськогоподарчої продукції;
органічні рідкі палива - натуральні і штучні, в тому числі, біопалива і водопаливні емульсії;
метали -Mg, Al, Ti, Zr, Zn, Mo та інші, їх суміші та сплави.

Види дисперсних систем:

одиночні частинки та краплі,
пористі системи, в тому числі, штучні конгломерати та агломерати частинок;
газозависи частинок і крапель, в тому числі, гібридні суміші, які містять конденсоване та газове палива;
твердофазні суміші для СВС-процесу.

Характеристики об’ємного займання та запалювання, об’ємного горіння та розповсюдження хвиль, що визначаються:

мінімальні температури займання, час затримки займання;
мінімальні енергії запалювання;
нижній та верхній концентарційні межі розповсюдження полум'я;
час горіння;
структура та швидкість розповсюдження хвиль горіння в ламінарному, вібраційному і турбулентному полум'ї в газозависі, а також хвиль тління у пористих матеріалах, хвиль твердофазного горіння;
структура і параметри факелу диспергованих твердих горючих.

Методи дослідження і впливу на займання і горіння дисперсних систем:

Гравіметрія.
Спектральні методи визначення складу і теператури фаз при горінні.
Рентгенофазний і рентгеноструктурний аналіз продуктів горіння.
Акустичні та електромагнітні методи впливу на двофазне полум'я.

Основні наукові результати і розробки:

Фундаментальні досліження

Отримані фундаментальні знання про зв‘язок механізму горіння пилу металу з процесами фазоутворення конденсованих продуктів згорання в умовах цілеспрямованного енергозберігаючого синтезу нанорозмірних оксидів металів для потреб новітніх нанотехнологій і виявлені найбільш значимі параметри дисперсної системи та оточуючого середовища, сумісна дія яких визначає дисперсні та фазові характеристики продуктів згорання металів у пиловому ламінарному полум‘ї. Показано, що зону горіння пилового факелу необхідно розглядати як низькотемпературну комплексну плазму - електрони, позитивно та негативно заряджені іони, заряджені частинки конденсованої фази. Вперше для досліджуваних дисперсних систем експериментально отримана і теоретично пояснена залежність дисперсного складу продуктів газодисперсного синтезу від концентрації малих легко іонізуючихся домішок до вихідного металу.

Побудована теорія займання однофазних гомогенних та двофазних дисперсних систем, яка дозволяє з прийнятною для практичних потреб точністю прогнозувати динаміку розвитку теплового вибуху та визначати його критичні умови і час затримки при зростанні вмісту газоподібного палива і слугує фундаментальною основою для розробки засобів попередження вибухів пилогазових сумішей пилу, в тому числі, і сумішей вугілля з метаном, а також цілеспрямованого управління процесами спалювання органічних палив. В рамках стаціонарної теорії розповсюдження полум'я у газозависі частинок твердого палива проаналізовано залежність співвідношення кондуктивної і радіаційної складових передачі тепла від зони горіння хвилі до зони її прогріву від параметрів газозавису та визначено вплив цього співвідношення на значення нормальної швидкості хвилі горіння, отримано аналітичні вирази для розрахунку нормальної швидкості полум’я у аерозависі твердого горючого, які одночасно враховують як радіаційний, так і кондуктивний механізм передачі тепла у хвилі, різницю в швидкостях та температурах твердої та газової фаз, і описують залежність нормальної швидкості від концентрації та розміру частинок горючого, а також концентрації окислювача.

Прикладні розробки

Газодисперсний синтез нанопорошків оксидів тугоплавких металів

Автори: Золотко А.Н., Вовчук Я.І., Полєтаєв М.І.

Газодисперсний синтез (ГДС) - новий високопродуктивний метод отримання хімічно чистих (>99.7 %) гранулометрично вузьких, сферичної форми, добре дезагрегованих нанопорошків з середнім розміром часток в діапазоні 20-100 нм оксидів алюмінію, цирконію, титану, цинку, заліза та ін. В основі методу лежить спалювання в спеціально організованих двохфазних пламенах газозависів часток відповідних металів (чистих металів, механічних сумішей або сплавів різних металів). Цільовий продукт утворюється в результаті конденсації газофазних продуктів горіння металів в окислюючому середовищі.

Основні переваги методу ГДС: метод є економічним з точки зору енергозатрат, неперервним, одностадійним і, високопродуктивним. Отримані цим методом наноматеріали можуть використовуватися при виготовленні нових типів кераміки та композитних матеріалів, пігментів, абразивних матеріалів, каталізаторів. Методом ГДС синтезовано порошок ZnO, для якого характерна інтенсивна люмінесценція в синій області видимого спектру (на довжинах хвиль 384 та 395 нм) при відсутності люмінісценціі в зеленій області.

Штучний дисульфід молібдену – найефективніше тверде мастило

Автори: Золотко А. Н., Писарський В. П., Вовчук Я.І., Черкес С. І.

Штучний дисульфід молібдену синтезується при горінні методом високотемпературного синтезу, що само поширюється. У процесі синтезу дисульфід молібдену легується цинком, що приводить до збільшення міжшарових відстаней у кристалі MoS₂. Це забезпечує у порівнянні з природним дисульфідом молібдену зменшення коефіцієнту тертя практично вдвічі, а середньої інтенсивності зносу пари тертя – майже в 10 разів. Тому за своїми мастильними якостями штучний дисульфід молібдену не має аналогів. Порошкоподібний штучний дисульфід молібдену може використовуватися як сухе тверде мастило, додаватися до моторних олив у вигляді присадки MOLYCAR^®, а також як присадка до консистентних мастильних матеріалів.

ОСНОВНІ ПЕРЕВАГИ ПРИСАДКИ MOLYCAR^®

зменшення питомої витрати палива на 1 кВт потужності в середньому на 6,4 % максимально – до 15%;
збільшення тиску олії в головній масляній магістралі в середньому на 5%;
підвищення максимального ефективного крутильного моменту двигуна і його потужності в навантажувальних режимах не менш чим на 2 %;
збільшення в 2 рази міжремонтнного періоду і загального терміну роботи двигунів;
зменшення в 2-4 рази кількості викидів шкідливих речовин (СО, С) - при роботі двигунів внутрішнього згоряння.

Саморозповсюджучийся висотемпертурний синтез (СВС) люмінофорних матеріалів на основі цинку та сірки

Автори: Золотко А. Н., Писарський В. П., Поліщук Д.Д., Черкес С. І.

Люмінофорніматеріалина базі сполук цинку та сірки синтезуютьсмя методом СВС. Варіації способу організації процесу горіння у хвилі СВС забезпечується можливість отримання цільового продукту як у вигляді литого виробу наперед заданих розмірів, так і вигляді порошку.У процесі

ОСНОВНІ ПЕРЕВАГИ СВС-люмінофорів

Сульфід цинкупри синтезіможе бути легованим різноманітними елементами і сполуками – мідь, срібло, хлор, марганець та інш., що дозволяє отримувати люмінофори зі світінням у зеленій, синій, жовтій та червоній областях спектру.

Список основних публікацій:

Полетаев Н.И., Флорко А.В. Спектральные исследования газового компонента пылевого факела частиц алюминия. "Физика горения и взрыва". 2008. Т.44. № 4. С.72-79^.
Doroshenko Y.A., Poletaev N.I. About possibility of production of metal oxide spinel nanopowders by the method of gas-dispersed synthesis. 32 ^nd International Symposium on Combustion. – MCGill University, Montreal, Canada. August 3 – 8. 2008. - W4PO10.
Poletaev N.I., Florko A.V., Doroshenko Y.A. Electrical oscillations in the combustion zone of dusty flame. 32 ^nd International Symposium on Combustion. – MCGill University, Montreal, Canada. August 3 – 8. 2008. W4PO91.
Полетаев Н.И. Электрические колебания в зоне горения пылевого пламени. Сб. Современные проблемы химической и радиационной физики, под ред. Асовского И.Г., Берлина А. А., Манелиса Г.Б., Мержанова А.Г. – Москва, Черноголовка: ОИХФ РАН. 2009. С. 66-70.
Полетаев Н.И. Определение времени горения частиц горючего в асимметричном ламинарном факеле. Сб. Современные проблемы химической и радиационной физики, под ред. Асовского И.Г., Берлина А. А., Манелиса Г.Б., Мержанова А.Г. – Москва, Черноголовка: ОИХФ РАН. 2009. С. 175-178.
Полетаев Н.И., Дорошенко Ю.А. Влияние параметров пылевого факела частиц металлов на дисперсные характеристики продуктов сгорания. Сб. Современные проблемы химической и радиационной физики, под ред. Асовского И.Г., Берлина А. А., Манелиса Г.Б., Мержанова А.Г. – Москва, Черноголовка: ОИХФ РАН. 2009. С. 179-182.
Doroshenko J.A., Poletaev N.I., and Vishnyakov V.I. Dispersion of dust sizes in the plasma of aluminum dust flame. "Physics of Plasmas"2009. Т. 16. №9.
Коваль Л.А. ,Флорко А.В., Вовчук Я.И. Излучательные характеристики бора и борного ангидрида при высоких температурах. "Физика горения и взрыва" 2010. Т .46. №2. С. 68.
Кондратьев Е.Н., Опятюк В.В. Времена горения частиц при микровзрывах капли водотопливной эмульсии. "Горение и плазмохимия" 2010. Т. 8. № 3. С. 220.
Дараков Д.С., Копейка А.К., Головко В.В., Золотко А.Н. Критические условия воспламенения рапс-метилового эфира и дизельного топлива. Труды V Российской национальной конференции по теплообмену. – Москва, МЭИ. 2010. С. 184-186.
Вовчук Я.И., Рогульская О.С. Критические условия воспламенения гибридных газовзвесей. Труды V Российской национальной конференции по теплообмену. – Москва, МЭИ. 2010. С. 157-160.
Sidorov A. E. , Shevchuk V. G. Laminar Flame in Fine-Particle Dusts. "Combustion, Explosion, and Shock Waves" 2011. V. 47. №5. Р. 518–522.
Poletaev N. I., Zolotko A. N., Doroshenko Yu.A. Degree of dispersion of metal combustion products in a laminar dust flame. "Combustion, Explosion, and Shock Waves" 2011. V. 47. № 2. Р. 153-165.
Dotsenko V.H., Berezovskaya I. V., Zubar E. V., Efryushina N. P., Poletaev N.I., Doroshenko Yu.A., Stryganyuk G.B., Voloshinovskii A.S. Synthesis and luminescent of Ce3+-doped terbium-yttrium aluminum garnet. "Journal of Alloys and Compaunds" 2013. V. 550. P. 159-163.
Poletaev N. I., Doroshenko Yu. A. Effect of addition of potassium carbonate to aluminum powder on the grain size of Al2O3 nanoparticles formed in the laminar dusty flame. "Combustion, Explosion, and Shock Waves" 2013. V. 49, № 1. Р. 26-37.
Berezovskaya I. V., Zadneprovski B.I ., Poletaev N.I., Doroshenko Yu.A., Efryushina N. P., Zubar E. V., Dotsenko V.H. Luminescence Properties of Ce3+-doped terbium- aluminum Phosphor prepared with use of nanostructured reagents. "Journal of Nano- and Electronic Physics" 2013. V.5 № 1.
Сидоров А.Е., Шевчук В.Г., Кондратьев Е.Н. Кондуктивно-радиационная модель ламинарного пламени в пылях. "Физика горения и взрыва" 2013. Т.49, №3. C.3-10.
Опарин А.С., Шевчук В.Г. Экстремальные характеристики теплового взрыва газовзвесей. "Горение и плазмохимия" 2013. Т.10. №2. С.3-10.
Вовчук Я.И., Рогульская О.С., Симулина О.В. Воспламенение гибридной системы. I. Критические условия. "Горение и плазмохимия" 2013. Т 11. №2. С. 121-128.
Poletaev N. I., Zolotko A. N., Doroshenko Yu.A., Khlebnikova M.E. Smoke plasma in dust. "Ukrainian Journal of Physics" 2014. V. 59. № 4. Р. 379-384.

Адреса, контактнідані:

Одеса, вул.Довженка, 7 б

тел. +380 482 633 633

Е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її., Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам необхідно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.