Лаборатория теплофизики и волновых технологий

Методы исследования
— Математическое моделирование и вычислительный эксперимент

Методы реализации:

а) численные (метод конечных элементов, использование коммерческих пакетов Comsol Multiphysics и Flow Vision)
б) аналитические (метод Фурье, сведение к задаче Штурма-Лиувиля, разложение в сходящиеся ряды, параметрический метод)

— Экспериментальные исследования

а) Определение реологических и теплофизических характеристик среды
б) Лабораторные стенды для имитации процессов конвективного теплообмена при течении жидкостей в различных каналах теплообменного оборудования

Геометрия канала
— Круглая труба, коаксиальный канал, плоская щель
— Каналы с винтовой симметрией (ленточные вставки, оребрения, шнековые вставки)
— Конвергентно-дивергентные каналы

Рабочая жидкость
— вязкие ньютоновские
— обобщенно ньютоновские (псевдопластичные, дилатантные)
— вязкопругие (линейные и нелинейные вязкоупругие жидкости, в том числе растворы и расплавы полимеров LDPE и HDPE)

Практическая значимость
— Разработка адекватных математических моделей, описывающих процессы тепломассопереноса при течении обобщенно ньютоновских и вязкоупругих жидкостей в каналах тепломасообменного оборудования
— Разработка эффективных методов интенсификации конвективного теплообмена при ламинарном течении обобщенно ньютоновских жидкостей
— Разработка рекомендаций для процессов экструзии полимерной продукции HDPE и LDPE, в том числе характеризующихся линейной и длинноцепочечной разветвленной молекулярной топологией цепи.

2.1. Исследования стационарной теплопроводности в пористых телах

Методы исследования:
— экспериментальное исследование
— математическое моделирование и вычислительный эксперимент:

Методы реализации:
а) аналитическое решение краевой задачи параболической теплопроводности при стационарных граничных условиях первого рода;
б) аппроксимация полученных опытных данных путем решения систем линейных уравнений методом Гаусса с выбором главного элемента в столбце при обобщении результатов экспериментов критериальными уравнениями.

Практическая значимость:
— разработка критериальных уравнений внутренней теплоотдачи высокопористой структуры удобное для инженерных расчетов;
— разработка инженерной методики теплового расчета пластинчатого теплообменника с пористыми вставками.

2.2. Нестационарная теплопроводность сплошных тел в быстро протекающих процессах.

— Исследование быстро протекающих процессов в низко теплопроводном теле (полиметилметакрилате).

Методы исследования:
— экспериментальное исследование
— математическое моделирование и вычислительный эксперимент:

Методы реализации:
а) аналитическое решение краевых задач параболической теплопроводности при циклических граничных условиях третьего рода;
б) аппроксимация полученных опытных данных путем решения систем линейных уравнений методом Гаусса с выбором главного элемента в столбце при обобщении результатов экспериментов критериальными уравнениями.

Практическая значимость:
— экспериментальное определение значений времени тепловой релаксации и термического демпфирования полиметилметакрилата:

— исследование быстропротекающих процессов в металлических пластинах при кратковременном циклическом теплообмене с холодным и горячим теплоносителями; измерение теплоотдачи пакета параллельных пластин в зависимости от длительности периодов охлаждения и нагревания пластин.

— разработка критериального уравнения средней за период теплоотдачи пакета параллельных пластин, учитывающее влияние длительности периодов охлаждения и нагревания, а также режима течения;
— тепловой расчет энергетических парогенераторов с регенеративными воздухоподогревателями.

Методы исследования
— Математическое моделирование и вычислительный эксперимент

Методы реализации:
а) численный (метод конечных элементов, использование коммерческих пакетов FlowVision)
б) аналитический (автомодельные решения уравнений фильтрации, метод разделения переменных, преобразование Лапласа)

— Экспериментальные исследования

а) Определение динамических и амплитудно-частотных характеристик струйных излучателей колебаний
б) Определение резонансных характеристик обсадных колонн скважин
в)  Изучение процесса фильтрации жидкостей в пористых средах при волновом воздействии
г) Исследование влияния колебаний на течение жидкости в различных каналах и их вязкость

Объекты исследования
— струйные излучатели и резонаторы Гельмгольца
— пластовые флюиды и синтетические нефти
— искусственные пористые среды и керны горных пород
— цифровые керны

Практическая значимость
Разработка энергоэффективных и экологически чистых технологий и технических средств повышения нефтеотдачи пластов и интенсификации добычи нефти.