CC BY
14
УДК 261.59
II О лй'/ Ші службэ и$ірх©
Канд. техн. наук А.К. ГРЕЗИН, канд. техн. наук П.К. КАРЕЛИН, д-р техн. наук Б.Т. ГРЯЗНОВ
Омское региональное отделение МАХ
В самом начале экономического кризиса в России перед учеными остро встал вопрос о судьбе отечественной науки. Удачное решение вопроса сохранения и даже дальнейшего развития научного потенциала в области холодильной и криогенной техники нашли ученые Ленинградского технологического института холодильной промышленности, создав Академию холода Российской Федерации, а затем и Международную академию холода с ее региональными отделениями в России и национальными отделениями за рубежом.
Омское региональное отделение было организовано в 1995 г. по инициативе специалистов акционерного общества «Сибкриотехника» и Омского государственного технического университета. В планах регионального отделения, в личных программах членов отделения предусматривалось выполнение научных исследований и разработок по широкому спектру проблем.
Так, член-корреспондент МАХ Ю.И.Матяш в соответствии с принятой программой работы в МАХ занимался исследованием адсорбционных систем охлаждения. Им были предложены и теоретически обоснованы методы прогнозирования адсорбционного равновесия в закритической области существования рабочих тел, сформулированы принципы целенаправленного поиска оптимальных рабочих пар сорбент - сорбтив, разработан математический аппарат и проведена оптимизация параметров адсорбционных систем охлаждения и адсорбционных установок разделения воздуха. Обобщение разработанных Ю.И.Матяшом теоретических представлений и полученных на их основе научнопрактических результатов способствовало подготовке и успешной защите им в 1996 г. докторской диссертации.
К настоящему времени изготовлены и испытаны партии автономных портативных холодильников адсорбционного типа (АПХ-2-4) и адсорбционных генераторов кислорода (АГК-03). Положительные результаты проведенных испытаний позволили приступить к их сертификации.
Под руководством членов-корреспондентов МАХ
В.М.Ермакова и А.Г.Винокурова для систем Джоуля -Томсона разработан ряд миниатюрных компрессоров высокого давления, работающих без смазки цилиндров. Применение указанных технических решений открыло новые перспективы в использовании дроссельных мик-рокриогенных систем. Применение кроме этого саморегулирующихся микроохладителей, регулируемого электропривода и титановых баллонов позволило ОАО «Сибкриотехника» стать лидером по разработке и производству миниатюрных охладителей Джоуля - Томсона, работающих по замкнутому и разомкнутому циклам.
Исследованием и созданием саморегулируемых микроохладителей занялся член-корреспондент МАХ Ю.И.Лан-да. Полученные результаты легли в основу его докторской диссертации, которую он успешно защитил в 1997 г.
Разработки по замкнутым дроссельным системам с саморегулирующимися микроохладителями в сочетании с регулируемым электроприводом компрессора и применением высокоэффективных многокомпонентных криоагентов способствовали резкому повышению основных технических характеристик систем и приблизили их к машинам Стирлинга с доведением ресурса работы до 20 ООО ч.
Наряду со схемными решениями повышения ресурса и надежности микрокриогенных систем важное место в этом вопросе занимают и технологические методы. Академики МАХ Б.Т.Грязнов и А.Н.Зинкин много и плодотворно работают в области технологии машиностроения и триботехники.
В процессе исследований были разработаны: модель и методика расчета адгезионных характеристик, позволяющие проводить расчет сил адгезии материалов и покрытий; технология нанесения многослойных покрытий на детали узлов трения с использованием магнетронного распыления и ионной имплантации в едином вакуумном цикле; комбинированный способ модификации поверхности алюминиевых сплавов с нанесением твердой смазки и ионной имплантации материалов в поверхностный слой деталей узлов трения. По материалам научных исследований и разработок опубликован ряд статей и монографий. Б.Т.Грязнов в 1998 г. успешно защитил докторскую диссертацию.
Результаты научных исследований, выполненных академиками МАХ Б.Т.Грязновым и А.Н.Зинкиным, широко внедряются как на предприятиях криогенного машиностроения, так и на предприятиях смежных отраслей.
А.К. Грезин, председатель отделения
Созданию высокоресурсных и высокоэффективных магнитокалорических систем охлаждения с редкоземельными рабочими телами, повышению термодинамической эффективности традиционных термомеханических систем охлаждения за счет применения редкоземельных материалов в качестве насадок регенераторов, разработке универсальных методов расчета систем с редкоземельными рабочими телами и насадками посвящены исследования академика МАХ В.И.Ка-рагусова.
Исследованиями установлено, что применение редкоземельных элементов в термомеханических системах охлаждения в качестве насадок регенераторов позволяет значительно улучшить их термодинамические характеристики (КПД, холодопроизводительность, энергопотребление, температуру криостатирования). Улучшение термодинамических характеристик системы охлаждения приводит к уменьшению энергопотребления и массы системы, а это, в свою очередь, позволяет расширить области применения таких систем охлаждения в аэрокосмической технике. По материалам проведенных исследований В.И.Карагусов опубликовал более 100 научных трудов, в 1999 г. подготовил и успешно защитил докторскую диссертацию.
Результаты работ В.И.Карагусова используются на предприятиях аэрокосмического и криогенного комплексов, таких, как РКК «Энергия», ЦСКБ «Прогресс», ОСКБП, ЦКБ ФГУП ПО УОЗМ, ОАО «Сибкриотех-ника», НТК «Криогенная техника».
В соответствии с планом научной деятельности академики МАХ А.В.Громов и В.И.Ляпин проводили работы по исследованию и созданию автономных высокоэффективных микрокриогенных систем и комплексов для научно-исследовательской аппаратуры и специализированного оборудования на базе комбинированных циклов и схем с использованием машин Стирлинга и Гиффорда-МакМагона. Результаты этих работ внедрены в автономных малогабаритных установках для ожижения воздуха, вакуумных криогенных насосах, комплексах для бездренажного хранения сжиженных газов. По материалам исследований авторы опубликовали более десяти научных работ, выступали с докладами на научных конференциях в России и за рубежом.
В настоящее время ведутся опытно-экспериментальные работы и исследования по созданию гелиевых холодильных машин и установок на основе высокоэффективных термодинамических циклов для получения холода (—40...—80 °С) и внедрению их в технологические комплексы сублимационной сушки на предприятиях медико-биологической, пищевой и других отраслей промышленности. Головные образцы
комплексов сублимационной сушки АКСС-1,4/50 на базе газовой холодильной машины Стирлинга находятся в опытной эксплуатации с 1997 г.
Совместная работа промышленного предприятия ОАО «Сибкриотехника» и Омского государственного технического университета, объединенных в рамках регионального отделения МАХ, дает положительные результаты. Между ОАО «Сибкриотехника» и университетом налажены хорошие связи по подготовке кадров высшей квалификации. Активную позицию в этом отношении занимает заведующий кафедрой «Криогенная техника», заместитель председателя Омского регионального отделения МАХ ее академик, д-р техн. наук, проф. Г.И. Бумагин. На предприятие, как и в былые времена, стали приходить молодые специалисты - выпускники Омского университета. Многие из них, имея хорошую теоретическую подготовку, быстро включаются в коллектив исследователей, поступают в аспирантуру. Идет активная интересная работа.
В ОАО «Сибкриотехника» разрабатываются парокомпрессионные тепловые насосы для систем кондиционирования и отопления транспортных средств. Параллельно с разработкой механических компрессоров группа специалистов - академики МАХ Г.И. Бумагин, В.Г. Деньгин, академический советник P.M. Мифтахов, канд. техн. наук А.Е. Раханский - проводят экспериментальные и теоретические исследования электрога-зодинамического (ЭГД) компрессора для этих целей. В отличие от механических компрессоров в ЭГД-комп-рессоре полностью отсутствуют движущиеся механические элементы и не требуется растворения хладагентов в минеральных или синтетических маслах. Принцип его действия построен на силовом взаимодействии униполярно заряженного потока с электрическим полем. Униполярная зарядка потока производится за счет создания резко неоднородного поля между эмиттерным и коллекторным электродами, установленными в проточной части ступени ЭГД-компрессора. Для его питания требуется высоковольтный источник питания с рабочим напряжением 20...30 кВ (постоянным или пульсирующим).
Предварительные теоретические и экспериментальные исследования моделей, состоящих из нескольких последовательно установленных ступеней, показали принципиальную возможность создания ЭГД-компрес-сора для систем кондиционирования и отопления наос-нове как широко применяемых в настоящее время хладагентов R12 и R22, так и озонобезопасных R134 и R218 и др. Эксперименты выявили возможность наиболее эффективного применения ЭГД-компрессора в системе теплового насоса для кондиционирования и отопле-
ния на перечисленных хладагентах в интервале температур: нижнем 0...10 °С и верхнем 80...95 °С. Теоретические и экспериментальные исследования ЭГД-машин продолжаются.
В ОАО «Сибкриотехника» на базе криогенного направления проводятся масштабные работы по созданию и выпуску оборудования для производства и практического использования сжиженного природного газа (СПГ) в качестве моторного топлива и при газификации населенных пунктов, промышленных и коммунальных объектов, для отопления и бытовых нужд.
Под руководством члена-корреспондента МАХ Л.В.Попова осуществляются комплексные исследования, разработка и поставка потребителям оборудования для получения и использования СПГ, в том числе:
• ожижители СПГ различной производительности;
• криогенные емкости для хранения СПГ;
• газификационные установки с емкостями до 20 м3 для хранения СПГ и устройствами для выдачи потребителю продукта в газообразном состоянии под давлением до 1,2 МПа;
• криогенные заправщики СПГ на шасси автомобиля и полуприцепов емкостью до 16 м3 для перевозки СПГ и заполнения хранилищ у потребителя;
• передвижные заправочные станции для заправки СПГ автомобилей и автобусов в местах их дислокации или в пути следования;
• криогенные баки различной емкости для автотранспорта, работающего на СПГ, и комплект оборудования для перевода двигателей автотранспорта на СПГ.
Исследование, разработка и выпуск оборудования для использования СПГ являются приоритетными направлениями в деятельности регионального отделения и находят свое развитие в перспективных работах ученых по применению дешевого топлива.
В Омском региональном отделении МАХ продолжаются работы по использованию заделов, созданных при исследованиях и разработке кондиционеров для орбитальной станции «Мир». Известно, что кондиционеры на станции «Мир» безупречно отработали почти 14 лет. За это время они пропустили через себя около 56 млн м3 воздуха, из них откачано 12 т воды. Отказов в работе не было ни разу.
Учитывая опыт создания такого кондиционера, специалисты Омского регионального отделения под руководством академика МАХ В.Г.Деньгина, академического советника МАХ Р.М.Мифтахова разработали, изготовили и поставили для функционирующей в настоящее время Международной космической станции установку кондиционирования воздуха СКВ-1 и компрессоры для перекачивания топлива к объединенным двигательным установкам.
Накопленный в результате многолетних исследований опыт позволил создать на основе спиральных и винтовых компрессоров ряд современных климатических установок. Эти установки находят применение как в специальной военной технике, так и в других отраслях промышленности, например для обеспечения нормальной работы в экстремальных условиях в металлургической промышленности, для создания комфортных условий в пассажирских вагонах железнодорожного транспорта.
Морские климатические установки, разработанные по заказу ФГУП ЦКБ МТ «Рубин», в настоящее время проходят испытания и в мае 2003 г. должны быть выставлены в военно-морском салоне, посвященном 300-летию Санкт-Петербурга.
***
Несмотря на кризисные явления, которые испытывали в последнее десятилетие наша наука и промышленность, в настоящее время наблюдается тенденция к восстановлению и подъему как промышленности, так и научных, конструкторских и технологических направлений. Этому во многом способствовало не только умение выживать в экстремальных экономических условиях, но и объединение ученых, инженеров, опытных специалистов в общественную организацию - Международную академию холода. Организованная в 1992 г. усилиями ленинградских и московских ученых, она не позволила специалистам холодильной, криогенной отрасли «расползтись по укромным уголкам» и дожидаться своей участи.
Создание академии способствовало объединению ученых и специалистов высшей квалификации, работающих в холодильной и смежных с ней отраслях народного хозяйства. Первые же годы научной и организационной деятельности академии показали, что идея ее создания была абсолютно правильной. К ней «потянулись» ученые из ближнего и дальнего зарубежья, и она стала международной.
Важным этапом в поступательном развитии академии является организация собственного журнала - «Вестник МАХ», которому в 2003 г. исполнилось 5 лет. Появилась возможность оперативного обмена информацией о результатах интересных научных, маркетинговых, экономических исследований, конструкторских и технологических разработок.
В этот замечательный праздник - десятилетний юбилей Международной академии холода мы выражаем искреннюю и сердечную благодарность создателям академии, и в первую очередь ее первому президенту И.И.Орехову, нынешнему президенту А.В.Бараненко и Президиуму академии. Поздравляем с праздником всех коллег, желаем здоровья, счастья, успехов и плодотворной работы на благо отечественной науки.
