Новую установку для подготовки топлива к сжиганию запатентовали в России

⚛️Разработкой устройства и способа для подготовки жидкого топлива к сжиганию в наземной гражданской газотурбинной установке для нефтяных месторождений занимались ученые лаборатории тепломассопереноса Томского политехнического университета. Как объясняет пресс-служба вуза, нагревательная установка представляет собой цилиндрическую камеру с компрессором: подготовка топлива происходит методом мелкодисперсного распыления и испарения жидкого топлива за счет теплового воздействия на двухжидкостный спрей. Для подвода к установке тепла используются нагревательные элементы, расположенные вокруг жаровой трубы.

🔄 Преимущество нового способа заключается во вторичном распылении двухжидкостного спрея при движении по разогретому до высоких температур тракту, в то время как при традиционном методе топливо подается в камеру сгорания путем первичного распыла из форсуночных устройств или с помощью испарительных систем. Разработка томских ученых позволит повысить энергоэффективность, полноту сгорания топлива, увеличить площадь поверхности теплообмена, снизить экологическую нагрузку и до 10 раз уменьшить время на подготовку смеси.

✅ По словам разработчиков, новое устройство синхронизировано с работой наземной гражданской газотурбинной установки: стадии подготовки и сжигания топлива протекают параллельно.

#наука #ГТУ

Премьер-министр России Михаил Мишустин вручил премии в области науки и техники

🧬 В числе ученых, отмеченных государственной наградой, – исследователи, представившие изыскания, результаты которых применимы в ТЭК, тяжелой и легкой промышленности, сообщается на официальном сайте правительства. Так, Михаил Мишустин отметил технические решения для более высокой производительности и надежности оборудования предприятий топливно-энергетического комплекса страны, включая инновационные средства активной защиты от пожаров зданий данного сектора, а также систему наблюдения за техническим состоянием магистральных трубопроводов, расположенных в зоне многолетней мерзлоты и в Арктике.

🧪Эти и другие технологические решения сегодня актуальны для отраслей экономики, подчеркнул премьер-министр: они доказывают, что российская наука обладает огромным потенциалом.

🇷🇺 Премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники, включая премии для молодых ученых, вручаются традиционно в целях развития творческой активности ученых и специалистов, повышения престижа их труда и стимулирования научной деятельности.

#наука #правительство

Модель глубокой нейронной сети для точного определения растворимости водорода при подземном хранении предложили томские ученые

🧪 Производство водорода постоянно наращивается, вопрос его хранения является одним из актуальных для отрасли. Сейчас он обычно хранится в газообразной или жидкой фазе в наземных резервуарах, активно развивается направление подземного хранения. Как сообщает пресс-служба Томского политехнического университета (ТПУ), исследователи вуза разработали гибридные модели глубокого обучения для прогнозирования растворимости водорода при его подземном хранении. Полученные ими результаты могут способствовать разработке более эффективных стратегий хранения водорода.

🌐 При подземном хранении водорода используются соленые водоносные горизонты и истощенные газовые или нефтяные пласты. Ученые считают опасным потенциальное взаимодействие водорода с остаточными углеводородами в пласте, подземными минералами и микробами: пригодность таких хранилищ для водорода требует детального изучения, говорят исследователи ТПУ. Так, одним из ключевых параметров является растворимость водорода в рассоле, измерение которой – сложный и дорогостоящий процесс. Методы машинного обучения, включая сверхточные нейронные сети (CNN) и сети долгой краткосрочной памяти (LSTM), могут обеспечить точные и надежные прогнозы растворимости, анализируя различные входные параметры и превосходя традиционные методы.

*️⃣ Однако автономные модели глубокого обучения обладают недостатками, например, высокой вычислительной нагрузкой, медленной сходимостью, чувствительностью к выбросам данных. Улучшить прогнозирование показателей растворимости водорода может интеграция методов глубокого обучения с оптимизационными алгоритмами. Такие гибридные модели, объединяющие CNN и LSTM с алгоритмами оптимизации, и были разработаны учеными ТПУ. В перспективе оптимальные модели могут быть использованы для надежного прогнозирования растворимости H2 без непосредственного проведения лабораторных исследований и в целом привести к разработке более эффективных и экономически выгодных методов подземного хранения водорода, уверены исследователи.

#наука #водород

В сочинском научно-технологическом университете «Сириус» прошел конгресс молодых ученых

🇷🇺 Ключевое мероприятие Десятилетия науки и технологий, объявленного указом президента России Владимира Путина, проводится уже в четвертый раз: в 2024 году его программа была ориентирована на расширение международного научного сотрудничества, объединение усилий ученых для решения глобальных задач и представление новых разработок.

🔬 Наука становится все более практикоориентированной, отметил в своем выступлении заместитель министра науки и высшего образования Российской Федерации Денис Секиринский, и представленные на конгрессе инновации это замечание подтвердили. Большой интерес у участников, среди которых, кстати, более 1,5 тыс. представителей различных научных организаций, вызывали вопросы развития сферы цифровизации, применения искусственного интеллекта, создания робототехники.

🧪 Так, например, молодые ученые Томского политехнического университета представили комплекс, который позволит нефтедобывающим предприятиям автоматизировать лабораторные исследования дисперсного состава водонефтяных эмульсий; сотрудники студенческого конструкторского бюро Университета науки и технологий МИСИС активно разрабатывают новые модели роботов, отмечая, что такая деятельность позволяет глубоко погружаться в изучение материалов и технологических процессов.

🤖 Тема роботизации оказалась актуальна и для биотехнологического направления, в рамках которого ведется создание ряда перспективных устройств, включая, например, робота-манипулятора, который может стать серьезным помощником для специалистов множества сфер, включая медицину.

🤝 Деловая программа конгресса собрала участников на дискуссии по приоритетным направлениям научного развития и международного взаимодействия, разработке инновационных материалов, применению технологий в креативных индустриях, популяризации научного контента. Традиционно был подписан ряд документов, направленных на развитие научного потенциала, установление и расширение партнерских отношений между различными организациями и крупнейшими научными центрами и вузами.

#наука

Российские ученые в сотрудничестве с нефтяниками нашли способ увеличить дебит нефти в сложнопостроенных коллекторах

👨‍👩‍👧‍👦 О наиболее эффективном способе заводнения для неоднородного коллектора с целью повысить нефтеотдачу пласта сообщили исследователи Пермского политеха и компании «Газпром нефть». Как сообщает пресс-служба вуза, новая разработка позволит извлекать нефть из самых труднодоступных участков, увеличивая доход без значительных финансовых вложений.

👨‍👩‍👧‍👦 Изучая низкопроницаемые пласты, содержащие большое количество остаточных запасов, эксперты проанализировали одно из нефтяных месторождений. Результаты показали, что при увеличении объемов закачки резко повышается обводненность добываемой продукции. Вода распределяется неравномерно и фильтруется по наиболее промытым зонам, в результате чего запасы низкопроницаемых пластов в разработку так и не вовлекаются. Решить эту проблему может более эффективная и менее затратная технология циклического заводнения. Суть ее заключается в создании в пластах нестационарного давления. В этом случае режим работы добывающих скважин периодически изменяется за счет остановки и возобновления работы, что перераспределяет давление и изменяет фильтрационные потоки, обеспечивая доизвлечение запасов нефти. Эффективность добычи нефти возрастает, свидетельствуют результаты исследования: оптимальные показатели разработки обеспечивает вариант с полуциклом закачки 30 суток. Чтобы улучшить работу скважин при существующем режиме, ученые также предлагают обработку призабойной зоны пласта кислотными составами для увеличения на 30% объема рабочего агента, закачиваемого в единицу времени.

⚛️ Применение технологии циклического заводнения позволит увеличить выработку низкопроницаемых коллекторов и технико-экономическую эффективность разработки нефтяных месторождений, заключают эксперты Пермского политеха и «Газпром нефти».

#наука #нефтедобыча

Установку для нанесения керамических теплозащитных покрытий на лопатки газотурбинных двигателей разработали в России

⚙️ Пилотную технологическую установку для электронно-лучевого нанесения термобарьерных керамических покрытий на лопатки газотурбинных двигателей представили ученые Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), сообщает пресс-служба вуза. Данные устройства применяются в авиастроении, а также в компрессорных газоперекачивающих установках.

💬 Как поясняют разработчики, лопатка турбины работает при температурах 1200–1400 °С, ресурс их ограничен, поскольку они сделаны из никелевого сплава, и необходимо защитное покрытие. Ученые предложили использовать для этого керамическое покрытие 150–200 мкм. Сейчас исследователи в сотрудничестве с коллегами из Уфимского университета науки и технологий работают над оптимизацией технологических режимов процесса нанесения покрытий. Новый подход к нанесению защитного покрытия предполагает использование уникального электронно-лучевого оборудования – так называемых форвакуумных плазменных источников электронов. Такие устройства обеспечивают непосредственное воздействие электронным пучком на электрически непроводящую керамику с высокой энергетической эффективностью. В технологическом процессе используются два источника электронов: один подогревает лопатку до нужной температуры, а второй испаряет керамику под ней, нанося покрытие.

🖋 До конца года ученые планируют пройти сертификацию разработки, которая позволит выполнять заказы предприятий.

#наука #ГТУ

Ученые России создали одноатомные катализаторы для получения высокоочищенного водорода

👨‍👩‍👧‍👦 Для создания новой разработки объединились исследователи 4 институтов РАН и НИЦ «Курчатовский институт», сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки.

👨‍👩‍👧‍👦 В полученные учеными соединения инкапсулированы ионы кобальта и железа: данные биометаллы являются химически устойчивыми моноатомными катализаторами, перспективными для электрокаталитического получения высокоочищенного водорода для его использования в водородной и атомной энергетике, высокотехнологическом транспорте и передовой химической технологии.

👨‍👩‍👧‍👦 Особо подчеркивается, что в водородной энергетике для получения водорода как катализаторы применяются благородные металлы платиновой группы, отличающиеся высокой стоимостью, что ограничивает их массовое использование. Клеточные комплексы с инкапсулированными ионами железа и кобальта не только существенно экономичнее, они также свободны от производных серы, которые называют каталитическими ядами, малотоксичны и обеспечивают максимально высокую эффективность использования каталитической активности атомов этих металлов.

#наука #водород

Российские ученые применили бактерии для очистки почв, загрязненных нефтью

👨‍👩‍👧‍👦 Эксперименты произвели специалисты Казанского научного центра РАН, сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки: исследователи использовали уникальные способности биологически активных почвенных микроорганизмов разлагать ксенобиотики для рекультивации почв, которые были загрязнены нефтепродуктами, фенолом, азотсодержащими красителями.

🍃 К микробам, способным выживать и размножаться в таких условиях, при этом разрушая поллютанты – вредные вещества антропогенного происхождения, ученые отнесли штамм MGMM7 бактерии L. fusiformеs, выделенный из корней пшеницы. Их исследования показали, что при внесении в загрязненную сырой нефтью почву данного штамма стимулируется рост растений. В качестве примера был взят садовый кресс-салат, который нормально развивался в почве, при этом штамм разлагал нефть на 40–50%, снижал ее токсичность и восстанавливал почвенный слой, непосредственно прилегающий к корням растений.

#наука #экология

Новая комплектация мезотомографа, разработанная в России, будет давать больше информации о керне

🦾 Устройство, использующееся для изучения внутренней структуры образцов горных пород, было оснащено новым источником излучения. Кроме того, ученые Томского политехнического университета (ТПУ) в сотрудничестве со специалистами Томского научно-исследовательского института нефти и газа улучшили мехатронные системы и обновили программное обеспечение.

🔬 Как отмечает пресс-служба ТПУ, ключевой особенностью новой версии оборудования стало то, что теперь на нем можно проводить исследования и полноразмерных, и стандартных образцов керна, причем при вдвое увеличенном разрешении. Это позволит получать более точные характеристики исследуемых образцов.

💬 По словам проректора по науке и стратегическим проектам ТПУ Алексея Гоголева, высокая производительность лабораторных томографов сегодня необходима в первую очередь для отбора проб, которые необходимо изучить с большей точностью.

🤖 В программное обеспечение мезотомографа ученые «вшили» алгоритмы нейронных сетей, которые дают возможность сильно сократить процесс обработки сырых томографических данных: теперь счет будет идти не на недели и месяцы, а на минуты и часы.

#наука #геология

Арктику от разливов нефти спасет «съедобная губка» – разработка российских и киргизских ученых

🧪Новый сорбент, который поглощает нефть и нефтепродукты с поверхности водоемов, представили исследователи Сибирского федерального университета в составе международного научного коллектива.

💬Как поясняет пресс-служба вуза, разлив нефти или нефтепродуктов в водоемах приводит к формированию на поверхности воды пленки, не пропускающей кислород, свет и тепло, причем в северных регионах наносимый таким образом ущерб может стать непоправимым. Для минимизации его коллектив российских и киргизских ученых из Сибирского федерального университета и Таласского государственного университета разработал полимерный сорбент на основе нетоксичных и непатогенных компонентов с добавлением природных веществ, таких как гуминовые кислоты.

🛢Проведенные эксперименты показали, что новый состав поглощает 90–98% нефти и нефтепродуктов с поверхности воды при температурах от 0 до +40 °С и разлагается, не нанося дополнительного ущерба окружающей среде. Данные свойства обусловлены наличием в составе композиции полимерных смол — карбамидоформальдегидной и меламиноформальдегидной. Сорбент может быть использован также в качестве медленнодействующего полимерного удобрения: разложение карбамидных смол до аммиака происходит в течение 3–5 лет.

🗓️В настоящее время исследователи ведут эксперименты по оценке влияния сорбента на арктические растения и микробиоту почвы.

#наука #Арктика

Инновационную технологию для экономии энергии создали ученые в России

👨‍👩‍👧 Исследователи Университета науки и технологий МИСИС (НИТУ МИСИС) предложили новый подход к созданию термоэлектрических материалов, которые в перспективе могут быть использованы для преобразования промышленного тепла в электричество. Как отмечает пресс-служба вуза, этот метод одновременно повышает энергоэффективность производственных процессов и минимизирует воздействие на окружающую среду.

🔥Промышленное отработанное тепло, выделяемое на производстве, может быть значительным источником энергии, при этом обычно она никак не используется. Предложенная учеными НИТУ МИСИС технология, позволяющая улавливать и перерабатывать тепло в электричество, использует термоэлектрические материалы, созданные на основе перовскита манганита кальция с добавлением марокита. Они демонстрируют улучшенные термоэлектрические свойства при повышенных температурах, что превосходит известные аналоги. Эти характеристики достигаются благодаря контролируемой пористости и оптимизированной структуре, которая оказывает значительное влияние на проводимость тепла и электричества.

⚙️Исследователи предложили метод, включающий молекулярное смешение химических веществ, где ионы равномерно распределяются в растворе, создавая основу для однородного материала. Затем жидкость превращают в аэрозоль, капли которого попадают в горячую зону реактора. Там происходит их локальное горение, что позволяет точно контролировать состав и формировать уникальные микроструктуры, такие как полые или пористые сферы с заданной толщиной стенок и размером пор, без промежуточных стадий обработки. Полученный порошок уплотняют и спекают при высоких температурах. В его структуре образовываются новые фазы, а важные для термоэлектрической эффективности материала свойства улучшаются.

🔉По словам научного сотрудника НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ МИСИС Жанны Ермековой, отличие нового метода от аналогов заключается в достижении рекордной эффективности преобразования тепла в электричество для чистого перовскита манганита кальция благодаря уникальной комбинации пористости, фазового состава и равномерности структуры. Также метод исключает длительное высокотемпературное обжигание, используемое в традиционных подходах, что делает его более энергоэффективным и простым для масштабирования.

#энергосбережение #наука

Пермские ученые определили оптимальные параметры работы для высокой эффективности добычи углеводородов

👨‍👩‍👧‍👦 Для этого исследователи Пермского политеха разработали модель околоскважинной зоны, включающей эксплуатационную колонну, цементный камень и участок породы-коллектора с перфорационными отверстиями. Она позволяет изучать влияние на проницаемость породы изменений, связанных с кумулятивной перфорацией – созданием гидродинамической связи между пластом и скважиной, в ходе которого в скважину спускают перфоратор на электрическом кабеле, взрыв от его зарядов образует направленную струю, которая создает каналы.

👨‍👩‍👧‍👦 Недостаток кумулятивной перфорации заключается в том, что из-за нее вблизи проделанных каналов меняется напряженно-деформированное состояние колонны, цементного камня и породы-коллектора, что приводит к снижению проницаемости горных пород и продуктивности скважины в целом. Для изучения таких изменений на проницаемость породы и на вероятность появления ослабленных или разрушаемых областей политехники провели численное моделирование околоскважинной зоны. Как отмечает пресс-служба вуза, полученные результаты позволили убедиться в необходимости выбора оптимального режима работы добывающих скважин для предотвращения интенсивного уплотнения коллектора при увеличении эффективных напряжений из-за снижения забойного и пластового давлений. Исследование ученых Пермского политеха позволило с помощью разработанной численной модели определить влияние депрессии на коэффициент продуктивности, что можно будет учесть в будущем при подборе эффективного режима добычи.

#наука #нефтедобыча