Вопрос эксперту

Вихревые явления – ключ к будущим безопасным технологиям в энергетике

Научная команда академика РАН Сергея Алексеенко первая описала и обосновала ряд фундаментальных вихревых явлений, например, спиральную форму вихря и двойную спираль. Это дает новые возможности контроля режимов работы гидроэлектростанций и предотвращения аварий на ГЭС.

Сергей Алексеенко, лауреат премии «Глобальная энергия» - 2018, убежден, что вихревые процессы играют важную роль при разработке перспективных энергетических технологий, позволяя повысить эффективность сжигания топлива и управлять режимами работы ГЭС.

Такое мнение академик РАН выразил в ходе своего доклада в рамках программы «Энергия знания» ассоциации «Глобальная энергия» на 17-ом Бразильском конгрессе по термическим наукам и инженерии ENCIT-2018 в Агуас-ди-Линдоя (штат Сан-Паулу).

По мнению эксперта, вихревые технологии позволяют эффективно сжигать топливо. В топочных камерах часто используются горелки вихревого типа, где за счет закрутки происходит распад вихря и осуществляется устойчивое воспламенение топлива с хорошим перемешиванием и турбулизацией. Таким же образом возможно сжигать обедненные топливные смеси с низким выбросом окислов азота.

«Недавно мы совместно с сотрудниками обнаружили явления перезамыкания вихрей. Этот процесс дает новые возможности контроля режимов работы гидроэлектростанций и предотвращения аварий на ГЭС. Наблюдения показывают, что в отсасывающей трубе гидротурбины формируется прецессирующий спиральный вихрь, который вызывает мощные вибрации, которые способны привести к авариям и поломке оборудования. В неустойчивом режиме витки спирального вихря подходят достаточно близко друг к другу, и происходит быстрое пересоединение участков вихревого жгута с отрывом вихревого кольца, но вихревая нить остается непрерывной. Вихревое кольцо налетает на стенку, вызывая глухие стуки, которые ранее не находили объяснения. Данное явление очень важно, так как при вращении спирального вихря возникают мощные вибрации, которые стали одной из причин аварии на Саяно-Шушенской ГЭС», - объясняет Сергей Алексеенко. - Для предотвращения аварий на станциях необходимо работать на номинальном режиме генератора, однако часто приходится задействовать и другие режимы. Для прогнозирования различных процессов и моделирования реальных устройств ГЭС наша команда проводит исследования на комплексе гидравлических стендов, оснащенными уникальными измерительными системами диагностики».

Справка:

Сергей Алексеенко, академик РАН, заведующий лабораторией «Проблем тепломассопереноса» Института теплофизики СО РАН, стал лауреатом премии «Глобальная энергия» в 2018 году за подготовку теплофизических основ для создания современных энергетических и энергосберегающих технологий, которые позволяют проектировать экологически безопасные тепловые электростанции.

17-ый Бразильский конгресс по термическим наукам и инженерии ENCIT-2018 продлится до 28 ноября 2018 года, в Агуас-ди-Линдоя (штат Сан-Паулу). Научное событие проходит раз в два года под эгидой Бразильского общества механики и инженерии с целью объединения профессорского и студенческого сообществ для обмена новейшими достижениями отрасли и укрепления научного сообщества.