Регистрация / Вход
Прислать материал

14.579.21.0062

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.579.21.0062
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
Общество с ограниченной ответственностью "Обнинский Центр Науки и Технологий"
Название доклада
Разработка новой высокотемпературной теплоизоляционной конструкции на основе микросфер и анизотропных наноструктур для работы оборудования, эксплуатирующегося при температурах до 700 С
Докладчик
Китаева Наталья Константиновна
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Разработка новой теплоизоляционной конструкции на основе микросфер и анизотропных наноструктур, способной сохранять свои рабочие характеристики до температуры 700 °С, а также технологических основ экспериментального и лабораторного оборудования для ее создания.
Актуальность и новизна исследования
Стремительное развитие и совершенствование техники и ее объектов требует создания конструкций и материалов, способных обеспечить рациональное использование энергоресурсов. Решением такой проблемы может послужить применение материалов с теплоизоляционными свойствами. Поэтому крупные предприятия, работающие с высокими температурами, сложно представить без использования теплоизоляции для различного оборудования и трубопроводов, ведь энергоресурсосбережение является одной из самых серьезных задач XXI века.
На данный момент рынок предлагает огромный выбор теплоизоляционных материалов разных видов, структур и назначений (каменная и минеральная вата, пенополистирол, кремнеземные ткани и др.). Характеристики, представляемые в паспорте на такие материалы, производители обычно определяют расчетными методами. В случае же сложной структуры материала при проведении расчетов применяются упрощающие допущения. Однако помимо высокой температуры работа каждого предприятия имеет свою специфику (излучение, постоянная вибрация, присутствие специфической паровоздушной среды и т.д.), из-за чего к используемой теплоизоляции могут предъявляться и дополнительные требования. А это в свою очередь усложняет или делает невозможным расчет их характеристик. Поэтому исследование экспериментальными методами характеристик теплоизоляционных материалов является актуальной задачей, так как позволяет обеспечить длительный срок службы теплоизоляции и, как следствие, безопасность и надежность работы предприятия.
Описание исследования

В 2014-2015г.г. в рамках проекта разработан экспериментальный стенд для измерения физико-химических, физико-механических и теплофизических характеристик теплоизоляционных материалов различных размеров, форм и структур в температурном диапазоне от 20 °С до 700 °С.

В 2016 году разработано и изготовлено программное обеспечение для экспериментального стенда для проведения исследований свойств теплоизоляционных материалов. Разработано несколько видов программного обеспечения:

- Teploisol_Flat – программа, предназначенная для определения эффективной теплопроводности плоских образцов теплоизоляционных материалов методом нагреваемой пластины с компенсацией тепловых утечек от этой пластины и исследуемых образцов;

 - Teploisol_Cyl – программа, предназначенная для определения эффективной теплопроводности цилиндрических образцов теплоизоляционных материалов;

 - Mechanic – программа, предназначенная для определения адгезии к металлической подложке, определения предела прочности при сжатии при 10% деформации и предела прочности на изгиб теплоизоляционных материалов;

 - Gazopron – программа, предназначенная для определения перепада давления и расхода газов по газовым линиям устройства для определения поропроницаемости теплоизоляционных материалов.

Все виды программного обеспечения прошли испытания по разработанной программе и методикам испытаний для программного обеспечения стенда.

Проведены экспериментальные исследования экспериментальных образцов теплоизоляционных конструкций по следующим характеристикам:

- теплопроводность различных теплоизоляционных материалов в диапазоне температур от 0 °С до 700 °С для плоских и цилиндрических образцов;

- адгезия теплоизоляционных материалов к подложке в диапазоне от 0,5 до 5 МПа ± 10%;

- предел прочности при сжатии при 10 % деформации в диапазоне от 0,05 до 3 МПа ± 10%;

- предел прочности на изгиб в диапазоне от 0,05 до 3 МПа ± 10%;

- поропроницаемость для СО2, О2 и водяного пара.

Результаты исследования

Основные полученные результаты в 2016 году:

- разработана программа и методики испытаний программного обеспечения для экспериментального стенда для исследования физико-химических, физико-механических и теплофизических свойств экспериментальных образцов теплоизоляционных конструкций на основе микросфер и анизотропных наноструктур;

- проведены испытания программного обеспечения для экспериментального стенда для исследования физико-химических, физико-механических и теплофизических свойств экспериментальных образцов;

- проведены исследовательские испытания экспериментальных образцов теплоизоляционных конструкций на основе микросфер и анизотропных наноструктур;

- разработано и изготовлено программное обеспечение для экспериментального стенда для исследования физико-химических, физико-механических и теплофизических свойств теплоизоляционных конструкций на основе микросфер и анизотропных наноструктур;

- проведен анализ результатов исследовательских испытаний экспериментальных образцов высокотемпературных многослойных теплоизоляционных конструкций на основе микросфер и анизотропных наноструктур;

- сопоставлены результаты анализа информационных источников и результатов исследовательских испытаний экспериментальных образцов высокотемпературных многослойных теплоизоляционных конструкций на основе микросфер и анизотропных наноструктур;

- разработаны технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера-организации реального сектора экономики;

- проведены дополнительные патентные исследования;

- разработано техническое задание на проведение ОКР;

- проведены обобщение и выводы по результатам ПНИ;

- проведены маркетинговые исследования рынка теплоизоляционных покрытий;

- разработан бизнес-план коммерциализации полученных результатов. 

Практическая значимость исследования
Разрабатываемые образцы по своим эксплуатационным характеристикам будут конкурентоспособны существующим отечественным и зарубежным аналогам.
Разрабатываемые теплоизоляционные материалы позволят обеспечить нормированные минимальные тепловые потери с поверхности теплоизолируемого оборудования, обеспечить регламентируемые СНиП санитарно-гигиенические условия обслуживающему персоналу, увеличить надежность и срок службы конструкционных и функциональных материалов оборудования, эксплуатируемых при воздействии высоких температур.
Разработанный и изготовленный стенд для исследования физико-химических, физико-механических и теплофизических свойств экспериментальных образцов теплоизоляционных конструкций на основе микросфер и анизотропных наноструктур, можно использовать при проведении исследований как экспериментальных образцов на основе микросфер и анизотропных наноструктур, так и промышленной продукции.
Перспективным является предложение исследования образцов теплоизоляции в виде услуги для предприятий, использующих теплоизоляционные материалы. Такой вид услуги позволит определиться в выборе теплоизоляционного материала, который в дальнейшем позволит решить поставленные задачи в зависимости от специфических условий соответствующих тому или иному предприятию.