Томские ученые разбили топливо на мелкие капли, чтобы повысить его эффективность
Фото Freepik
Специалисты Томского политеха придумали, как по-новому применить присадки для топлива на основе растительного масла. Как показали эксперименты и расчеты, они способны повысить эффективность мазутного топлива, уменьшив его капли при распылении в топках паровых котлов и промышленных печей.
По словам авторов разработки, добавление жидких присадок в мазутное топливо связывает содержащиеся в нем тяжелые углеводороды с водой. Это позволяет сделать топливо более однородным и термическим стабильным, уменьшить межфазное натяжение и силу притяжения на границе двух жидкостей. Как показали эксперименты, применение присадок уменьшило размер капель топлива в среднем на 25%.
Уменьшение размера капель позволяет решить несколько задач. Топливо полнее сгорает, а значит, повышается его эффективность. Уменьшается количество побочных продуктов — в частности, углекислого газа и оксидов серы, которые могут оседать на стенках котлов и вызывать их разрушение.
— Никита Шлегель. Доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета.
Авторы продолжают совершенствовать свою разработку. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.
Больше новостей об энергетике читайте на сайте журнала Энергия+: https://e-plus.media/news/
Когда попалась действительно важная задача...
Ученые Пермского Политеха смоделировали робота для обработки и перемещения валов на предприятиях
Автоматизация технологических процессов на предприятиях стала неотъемлемой частью работы во многих отраслях промышленности. В этом помогают роботы. Один из ключевых аспектов роботизации – создание производственного манипулятора. Это сложное устройство, которое предназначено для подъема, перемещения, сортировки и сборки предметов. Внедрение таких манипуляторов позволит ускорить производство и повысить его качество. Важный этап создания подобных устройств – моделирование. Ученые ПНИПУ разработали модель манипулятора для повышения цеховой производительности за счет автоматизации процесса обработки и перемещения больших валов.
Исследование опубликовано в журнале «Проблемы машиностроения и автоматизации», №4 за 2023 год. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Вал – это деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил от расположенных на нем опор. Такие детали широко применяются в различных отраслях – в горнодобывающей промышленности, на производстве бумаги, пленки, металлической упаковки, текстиля, в полиграфии и других. Некоторые валы достигают массы до тонны, из-за которой их становится невозможно передвигать вручную. Многоэтапный технологический процесс хранения, обработки и перемещения таких валов по участку цеха отличается сложностью операций и трудоемкостью. Автоматизация с помощью робота-манипулятора значительно упрощает выполнение этих действий.
Одно из основных преимуществ моделирования производственного манипулятора – это возможность проводить тестирование и отладку его работы, не запуская реальное оборудование. Такой подход снижает риски и расходы, связанные с проведением реальных испытаний, позволяет определить проблемы и найти их решения еще до начала работы манипулятора в производстве. С помощью компьютерных моделей можно проанализировать, как различные факторы, например, длина и угол робота, скорость выполнения операции, влияют на производительность. Гибкость и точность этих систем позволяют снизить вероятность брака и повысить качество и скорость создания выпускаемой продукции. Кроме того, такой подход помогает улучшить безопасность работы операторов, а также экономит время и усилия.
Ученые Пермского Политеха разработали модель робота-манипулятора, который позволит автоматизировать процессы работы с крупногабаритными валами.
– Манипулятор отличается от аналогичных моделей простотой изготовления основных узлов и обслуживания, надежностью механизмов, мобильностью, точностью движений. Его уникальность заключается в возможности точной настройки движений и высокой производительности, – говорит магистрант ПНИПУ, инженер-конструктор Дмитрий Каменских.
Конструкция устроена так. У производственного манипулятора есть «база» и три «плеча». «База» сопрягается с основанием путем центрирования внутренних пазов и перекатывания по направляющим с помощью подшипников. «Плечо» соединяется с ней при помощи валов. Каждое последующее «плечо» по такому же принципу соединяется с предыдущим. Второе и третье из них вращаются при помощи электродвигателя. У конструкции есть две лапы захвата, раскрытие и смыкание которых обеспечивается двумя валами-шестернями.
– Моделирование производственного робота играет важную роль в автоматизации технологического процесса обработки крупных валов. С помощью модели мы изучили и оптимизировали работу манипулятора, что при создании оборудования позволит достичь наилучших результатов. Модель имеет массу почти 2000 кг, при этом может перемещать валы массой до тонны, – объясняет доцент кафедры экономики и управления промышленным производством ПНИПУ Светлана Пономарева.
Ученые Пермского Политеха показали, что моделирование производственного манипулятора предоставляет ценные инструменты для улучшения эффективности и производительности промышленных процессов. В перспективе политехники планируют модернизировать предложенную модель посредством рельсового соединения, чтобы обеспечить ее перемещение по цеху от станка к станку. Сейчас ученые готовят документы на регистрацию патента по разработке.
Технологии систем УЗВ - одна из главных проблем фермеров-рыбоводов. Как решить?
Технологии систем УЗВ - одна из главных проблем фермеров-рыбоводов. На кону — жизнеобеспечение. Неверное решение может грозить не только убытками, но и потерей всего бизнеса. Новый технический подход использовали создатели первого в России проекта цифровой аквафермы полного цикла по разведению ценных пород осетровых. Многолетний опыт позволил разработать и запустить в эксплуатацию наиболее эффективное устройство. Подробности - скоро
Исландия: внутри крупнейшего в мире завода, поглощающего CO2 из воздуха
В Исландии запущен рекордный по размерам завод по улавливанию углерода, что является еще одним примером для технологии борьбы с изменением климата.
Завод по прямому улавливанию и хранению углерода в воздухе (DAC+S) Mammoth, которым управляет компания Climeworks, в 10 раз больше предыдущего завода швейцарской компании, Orca. Обе установки расположены в геотермальном парке Хеллишейди, где находится крупная электростанция.
Когда модульная установка Mammoth заработает в полную силу, она будет забирать до 36 000 тонн CO2 из окружающего воздуха в год с помощью гигантских вентиляторов. Улавливание углерода осуществляется на месте выбросов - до того, как они попадут в атмосферу.
«Начало работы нашего завода в Мамонте - это еще одно доказательство на пути Climeworks к мегатоннам мощности к 2030 году и гигатоннам к 2050 году», - говорит соучредитель и исполнительный директор компании Ян Вурцбахер.
Как работает технология прямого улавливания и хранения воздуха?
Завод максимально использует геотермальные возможности Исландии, а возобновляемая энергия поставляется оператором электростанции Hellisheiði компанией ON Power.
Для улавливания CO2 Mammoth использует огромные вентиляторы, которые засасывают воздух в коллектор с фильтрующим материалом внутри. После заполнения коллектор закрывается, и температура повышается, чтобы высвободить углекислый газ из материала, после чего высококонцентрированный газ можно собирать.
Другая исландская фирма партнер по хранению углекислого газа Carbfix нашла способ смешивать CO2 с водой и закачивать его на глубину 1 000 метров, где он естественным образом вступает в реакцию с базальтовыми породами, превращаясь в камень. В Carbfix говорят, что этот процесс минерализации занимает около двух лет.
В чем подвох с улавливанием углерода?
Хотя эта технология действительно может сыграть определенную роль в сокращении промышленных выбросов, эксперты предупреждают, что она не может рассматриваться как альтернатива быстрому и масштабному сокращению выбросов, необходимому для предотвращения самых серьезных последствий изменения климата.
Глава Международного энергетического агентства (МЭА) д-р Фатих Бирол заявил, что достижение поставленных целей «означает отказ от иллюзии, что неправдоподобно большие объемы улавливания углерода - это решение проблемы».
В недавнем докладе МЭА было подсчитано, что, исходя из текущего потребления нефти и газа, миру необходимо уловить или удалить около 32 миллиардов тонн углерода, чтобы удержать глобальное потепление на уровне 1,5 C.
В настоящее время в мире ежегодно улавливается только 45 миллионов тонн углерода, и столь значительное расширение масштабов этой деятельности создаст непосильную нагрузку на электроснабжение.
Организация по охране морской среды OceanCare обеспокоена тем, что требуется большое количество воды. Если использовать морскую воду, что, как сообщается, тестирует компания Carbfix, добыча может оказать негативное влияние на среду обитания в океане.
У компании большие планы по расширению масштабов, чтобы сделать свою технологию эффективной. По словам компании, помимо Исландии, она разрабатывает несколько мегатонн в США, используя ценный опыт двух своих коммерческих заводов в Исландии.
Алюминий — ключ в переходе к низкоуглеродному безотходному будущему
Переработанный алюминий — «это материал, который мы будем использовать в течение следующих 100 лет», – говорит Ларс Беллер Фьетланд. По словам норвежского дизайнера Ларса Беллера Фьетланда, алюминиевый сплав, изготовленный на 100 процентов из переработанных отходов, станет переломным моментом в мебельной промышленности.
Беллер Фьетланд был художественным руководителем выставки 100R, организованной промышленным производителем Hydro в рамках Миланской недели дизайна, на которой были представлены объекты из экструдированного алюминия, созданные семью различными дизайнерами.
Выставка ознаменовала запуск Hydro Circal 100R, недавно разработанного сплава, который называют «первым в мире алюминиевым продуктом промышленного масштаба, полностью изготовленным из лома, полученного от потребителей».
Беллер Фьетланд считает, что этот тип алюминия может сыграть ключевую роль в переходе к безуглеродному, циркулярному будущему.
«Как дизайнер, вы постоянно спрашиваете себя: Я часть проблемы или часть решения? С этим проектом мы определенно являемся частью решения", - говорит дизайнер.
«Это материал, который мы будем использовать как минимум в течение следующих 100 лет», - сказал он.
Разработка инновационного алюминия была очень сложной из-за трудностей с удалением краски, пластика и других загрязнений из алюминия, полученного после переработки, но, по словам бренда, он может дать огромные преимущества для декарбонизации.
По данным Hydro, на каждый килограмм алюминия приходится 0,5 килограмма CO2, поэтому углеродный след этого материала на 97 процентов ниже, чем в среднем по миру.
Он обладает теми же преимуществами, что и другие алюминиевые сплавы: он легкий, легко поддается формовке, устойчив к коррозии и может бесконечно перерабатываться без снижения качества.
Экструдированный алюминий производится в процессе прессования нагретой алюминиевой заготовки через фильеру, в результате чего получаются длинные непрерывные отрезки с определенным профилем поперечного сечения. Процесс охлаждения определяет прочность и качество материала.
Это – древнейшая запечатанная бутылка вина в мире, ей 1700 лет. Хотели бы распечатать?
Изделие представляет собой стеклянный сосуд ёмностью 1,5 л желто-зеленого цвета, у него ручки в форме дельфинов. Бутылку обнаружили в 1867 году при раскопках недалеко от города Шпайера на юго-западе Германии. Археологи изучали римскую гробницу, датируемую IV веком нашей эры. В погребении находилось два саркофага, один с мужским скелетом, второй с женским. Сообщают, что мужчина был римским легионером. В его саркофаге находилось 10 сосудов, а в женском – 6, но только одна бутылка из гроба мужчины всё ещё содержала жидкость. Внизу жидкость прозрачна, а сверху находилась смесь, напоминающая канифоль. Бутылка изготовлена между 325 и 350 годами нашей эры. Надо сказать, что в Риме винные бутылки редко делали из стекла, поскольку этот материал был слишком хрупким.
С момента обнаружения находка выставлена в Музее вина Исторического музея Пфальца, всегда на одном и том же месте.
Исследователи полагают, что по крайней мере часть жидкости в бутылке – вино, настоянное на смеси трав. А верхняя часть содержимого – густое оливковое масло, которое добавили в емкость, чтобы защитить вино от попадания воздуха. Благодаря этому, а также тому, что бутылку запечатали горячим воском, жидкость сохранилась, хотя, скорее всего, давно утратила свои вкусовые качества. Впрочем, этого никто не знает – ученые до сих пор боятся распечатывать бутылку, опасаясь, что контакт с воздухом пагубно скажется на содержимом.
Куратор музея Людгер Текампе говорит, что за более чем 25 лет не увидел никаких изменений в бутылке.
Редакция Антропогенез.ру напоминает, что алкоголь вреден, даже древнеримский.