Реєстраційний номер
0826U002125, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
14-08-2026
Статус
Захищена
Назва роботи
Підвищення еколого-енергетичних характеристик процесів мультигенерації теплоти на основі теплоносіїв з фулереном С60 (термодинамічні властивості, теплообмін)
Здобувач
Шумський Олексій Аркадійович,
Керівник Косой Борис Володимирович
Керівник Желєзний Віталій Петрович
Опонент Антипов Євген Олексійович
Опонент Хайрнасов Сергій Манісович
Рецензент Бошкова Iрина Леонiдiвна
Рецензент Волгушева Наталя Вікторівна
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Одеський національний технологічний університет
Опис
Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної задачі - підвищенню еколого-енергетичних характеристик процесів мультигенерації теплоти на основі застосування органічних теплоносіїв із домішками фулерену С60.
Розвиток систем мультигенерації теплоти та холоду відіграє ключову роль у переході до відновлюваних джерел енергії, однак їхня теплова ефективність залишається недостатньою. Застосування наночасток дає змогу інтенсифікувати процеси теплообміну, проте експлуатація більшості поширених нанофлюїдів на основі оксидів металів ускладнюється їхньою седиментаційною нестабільністю за високих температур та суттєвим зростанням гідравлічного опору в циркуляційних контурах сонячних енергетичних установках.
З огляду на стійкі вимоги до термічної стійкості теплоносіїв у високотемпературних геліоконтурах, перспективним напрямом є використання фулерену C60. На відміну від класичних суспензій, фулерени утворюють стабільні молекулярні розчини без великих колоїдних агрегатів, що дозволяє прогнозовано покращувати характеристики сонячних енергетичних систем без суттєвих втрат енергії на циркуляцію.
У роботі досліджено теплофізичні, оптичні, гідродинамічні та теплообмінні властивості нанотеплоносіїв Dowtherm RP/С60 і тетралін/С60, а також виконано енергетичну, ексергетичну та еколого-економічну оцінку доцільності їх застосування в сонячних колекторах.
Встановлено, що домішки фулерену істотно збільшують оптичне поглинання у видимій області спектра та водночас впливають на густину, в’язкість і теплоємність теплоносіїв. Показано, що додавання наночасток фулерену С60 не спричиняє характерного для багатьох нанофлюїдів зростання кінематичної в'язкості. Експериментально встановлено наявність впливу наночасток фулерену С60 на процеси вимушеної конвекції тетраліну в горизонтальній круглій трубі. У діапазоні температур від 45 до 90 °С зафіксовано підвищення коефіцієнта тепловіддачі на 20 % порівняно з чистим тетраліном
Практичне значення роботи полягає у можливості цілеспрямованого використання отриманих експериментальних і розрахункових даних, необхідних для проєктування та розрахунку сонячних енергетичних систем з органічними нанотеплоносіями, що містять домішки фулерену С60. Отримані залежності та застосовані показники ефективності дозволяють проводити не лише теплотехнічну, а й комплексну еколого-енергетичну оцінку доцільності застосування нанотеплоносіїв у системах мультигенерації теплоти та холоду.
Основні результати:
1) Розроблено та узагальнено технологію виготовлення органічних нанотеплоносіїв з фулереном С60 без ультразвукового диспергування.
2) Встановлено закономірності зміни теплофізичних властивостей органічного нанотеплоносія Dowtherm RP/С60 у середньотемпературному діапазоні (від 45 до 90 °C).
3) Розроблено апроксимаційні залежності для розрахунку теплофізичних властивостей для нанотеплоносіїв Dowtherm RP/С60 і тетралін/С60
4) Отримано узагальнюючі критеріальні залежності для опису тепловіддачі нанотеплоносія тетралін/С60 у ламінарному та турбулентному режимах течії.
5) Розроблено методику комплексної енергетичної оцінки доцільності застосування нанотеплоносіїв.
Дата реєстрації
2026-06-02
Додано/оновлено в НРАТ
2026-06-02 / 2026-08-14
