Специальный практикум „Высокотемпературные процессы в дисперсных системах”
Один из базовых практикумов, что ведется на кафедре и базируется на основе курсов (дисциплин) по молекулярной физике, термодинамике, химической кинетике, теплопередаче и массообмен, физике горения. При выполнении компьютерного моделирования высокотемпературных процессов используются элементы теории программирования с использованием систем MATLAB, MATHCAD и BASIC. Экспериментальные лабораторные работы базируются на знаниях, полученных в результате прослушивания спецкурса „Методы теплофизических измерений”.
Овладение экспериментальными, теоретическими методами исследования основных характеристик высокотемпературных процессов в дисперсных системах с использованием компьютерного и цифрового оборудования. Выяснение основных механизмов возникновения высокотемпературных устойчивых и критических режимов ТМО твердых тел в газовой среде. Проведение количественного и качественного анализа по влиянию разных механизмов ТМО и закономерности протекания высокотемпературных процессов в дисперсных системах.
Планирования эксперимента и теоретических исследований. Умение пользоваться приборами, определять погрешности экспериментальных исследований. Владение компьютером, пакетами стандартных программ, графических и тестовых редакторов (WORD, ORIGIN) языками программирования (MATLAB, MATHCAD, BASIC). Владение математическими методами исследования. Решение систем дифференциальных уравнений численными методами, решение трансцендентных уравнений.
Основные работы.
Компьютерное моделирование: Исследование характеристик высокотемпературного ТМО газовзвеси частиц: влияние внутрипористого реагирования на характеристики ТМО одиночных углеродных частиц и газовзвесей; влияние стефановского течения на устойчивые и критические режимы ТМО углеродных частиц. Высокотемпературные и гистерезисные режимы каталитического окисления горючих газовых смесей на твердых катализаторах: анализ временных зависимостей температуры катализатора при различных условиях нагрева и концентрациях горючего компонента в газовой смеси, определение периода индукции и критических условий каталитического зажигания; определение температуры каталитического горения; влияние движения частиц катализатора на характеристики каталитического зажигания и горения газовых смесей. Высокотемпературный тепломассообмен и кинетика химических реакций движущихся углеродных и металлических частиц в различных газах.
Практические работы: Определение концентрационных пределов зажигания топвиво-воздушных смесей. Определение нормальной скорости распространения пламени в трубке. Определение времени индукции, горения и фрикционных искр (диск обтюратор, цифровая камера). Дисперсный анализ продуктов сгорания и окисления натуральных и металлических топлив. Экспериментальное определение температуры металлических проволок и сферических частиц из углерода и металлов с использованием цифровых технологий и оптической пирометрии. Исследование временной зависимости температуры металлической проволоки, нагреваемой электрическим током с использованием АЦП и компьютерной обработки данных.