Созданная в Самаре установка поможет в разработке двигателей будущего

В Самарском национальном исследовательском университете имени С.П.Королева создана самая большая в мире экспериментальная установка для изучения реакционной динамики и кинетики процессов горения.

Она поможет в разработке эффективных и экологичных двигателей и раскрытии тайн возникновения биохимических молекул - "кирпичиков", из которых состоят все известные формы жизни на Земле.

Новая экспериментальная установка для изучения реакционной динамики и кинетики процессов горения разработана и собрана в международной научной лаборатории "Физика и химия горения" в рамках мегагранта правительства РФ "Разработка физически обоснованных моделей горения". Возглавляет лабораторию профессор Международного университета Флориды (Майами, США) Александр Мебель.

"В Самарском университете завершены работы по созданию экспериментальной установки для изучения процессов горения. Сейчас идет калибровка оборудования, начата подготовка к проведению первых экспериментов. В настоящее время это самая большая установка подобного типа в мире. Кроме самарской, существует еще три установки, но они меньше по объему: две есть в США (Гавайский университет и Национальная лаборатория имени Лоуренса в Беркли) и одна в Китае (Университет Хэфэя). Наша установка обладает рядом уникальных особенностей, с ее помощью можно будет исследовать и моделировать не только процессы, происходящие в камерах сгорания газотурбинных двигателей, но и химические реакции, характерные для околозвездного пространства и молекулярных облаков (*)", - рассказал Александр Мебель.

Разработка установки велась с 2017 года. Для проекта были приобретены изготовленные в Японии специальные турбомолекулярные насосы, обеспечивающие сверхвысокий вакуум, и масс-спектрометр производства США. Под компоненты установки и дополнительное оборудование в лаборатории выделен целый зал, хотя главная авансцена для экспериментов - вакуумная камера - размерами примерно метра два в длину и полтора в высоту.

Камера весит полторы тонны, и чтобы поднять ее в лабораторию университета на третий этаж, в свое время был задействован строительный кран. Поскольку установка работает при сверхвысоких значениях вакуума (практически как в глубоком космосе), то, по словам сотрудников лаборатории, к ее сборке предъявлялись требования как для глубоководных или космических аппаратов - чтобы все соединения были абсолютно герметичны.

Чтобы создать сверхвысокий вакуум, насосам необходимо проработать около трех суток, поэтому она рассчитана на автономную круглосуточную работу. Например, в насосах установлены "вечные" подшипники на магнитной подвеске, не знающие износа и не требующие смазки. В случае, если что-то пойдет не так, умное оборудование само сообщит ученым об этом в мессенджере.

"Сердце" установки - высокотемпературный химический микрореактор в виде тоненькой трубки из карбида кремния (**), разработанный учеными Самарского университета и Самарского филиала Физического института им. П.Н.Лебедева РАН (ФИАН). Карбид кремния крайне редко встречается в природе на Земле, но широко распространен в космосе в виде частиц "звездной пыли". Длина трубки - 20 см, внутренний диаметр - 1 мм.

Во время экспериментов в эту трубку поступает газовая смесь, содержащая инертный газ - гелий или аргон - и необходимые для изучаемой реакции реагенты. В разогретом микрореакторе происходит химическая реакция, продукты которой в виде молекулярного пучка попадают далее в сверхвысокий вакуум и ионизируются вакуумным ультрафиолетовым излучением, после чего масс-спектрометр, "поймав" получившиеся ионы, очень точно определяет массу, структуру и другие детали молекул, образовавшихся в результате химической реакции.

Уникальность самарской установки еще и в том, что она позволяет измерять скорости химических реакций и создавать кинетические модели горения.

"Цель нашей установки - не только определение спектра образующихся продуктов, но и измерение скоростей химических реакций, что необходимо для построения кинетических моделей горения. То есть мы будем понимать, в какой момент, как быстро и какие вещества появляются и расходуются. И в этом действительно уникальность, потому что подобную установку именно для измерения химических реакций еще никто в мире пока не использовал", - сказал Александр Мебель.

В перспективе установку можно будет легко модернизировать, что расширит диапазон экспериментов.

* Молекулярное облако, - тип межзвездного облака, чья плотность и размер позволяют в нем образовываться молекулам, обычно водорода. В молекулярном облаке могут рождаться звезды и поэтому его иногда также называют "звездной колыбелью".
** Карбид кремния - химическое соединение кремния с углеродом. Крайне редко встречается на Земле, но широко распространен в космосе. Особенно много его в пылевых облаках ("звездная пыль") вокруг богатых углеродом звезд, а также в первозданных метеоритах.

Последние комментарии

Андрей Куропаткин 02 июня 2021 10:42 Сотни самарцев выстроились перед школой на 5-й просеке

Как показывает время, ничего эффективнее номерков на руке не придумали. Гоните директора, чему он современных детей научит, судя по организации набора в школу

Павел Фирсов 24 сентября 2018 14:26 Юрий Белонощенко: "Учеба в СГАУ стала для меня своеобразным "умственным спецназом"

СамГУ круче вопреки всему (хотя и его нет несколько лет). Ибо там замечательные юристы заведуют кафедрами, которые предлагают лишать гражданства за неучастие в выборах. Это круто. Не боятся за свой докторский диплом. Один только вопрос к СамГУ: где ваши академики? В СГАУ их было. И первый появился очень давно. И членкоры тоже в наличии. Но ведь это к крутизне не имеет отношения, правда? Особенно, если университет имеет статус национального исследовательского. :) Но ведь это к крутизне отношения

ALEX LAWER 16 марта 2018 20:03 Геннадий Котельников предложил перевести школы на пятидневку

Родители, давайте поддержим эту инициативу.Мы же не враги наших детей. Мы получим возможность общаться больше со своими детьми. Очевидно, что перевод на пятидневку требует комплексного подхода."Школа" должна перестать сопротивляться и сесть за стол переговоров с родителями. По Трудовому кодексу нормальная продолжительность рабочего времени не может превышать 40 часов в неделю, наши дети же занимаются значительно больше.Необходимо пересмотреть количество часов занятости детей в сторону снижения. Родители, обратите внимание на то, как строится учебный процесс, каков обьем домашних заданий ,сколько времени ваши дети тратят на их выполнение и сверьтесь с государственными стандартами.Не открою большой тайны, учеба- это не игра в одни ворота, когда мы заставляем только детей учится, образовательная услуга, оказываемая школой, должна быть качественной и на это у нас с вами есть соответствующее право требования.

Антон Задворнов 29 декабря 2017 13:33 Самарский университет получит лишь 135 млн руб. на повышение конкурентоспособности

Какая часть из этой субсидии уйдет на увеличение получки (официальной з/п) ректору Самарского университета Шаматову, а какая часть уйдет на нужды университета, остается только предполагать.

Роман Кутуков 18 декабря 2017 11:00 Юрий Белонощенко: "Учеба в СГАУ стала для меня своеобразным "умственным спецназом"

СамГУ все равно круче. А СГАУ уже нет несколько, а есть СНИУ. Это так, на минуточку.

Фото на сайте

Все фотогалереи

Новости раздела

Все новости
Архив
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
27 28 29 30 1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31