Заведующий лабораторией

Шнип Александр Иванович

кандидат физико-математических наук

Тел. +375(17)284-21-34
E-mail.:

Основные направления исследований:

• Кинетика нуклеации;
• Тепломассообмен при фазовых переходах и химических превращениях;
• Тепломассообмен в капиллярно-пористых телах;
• Неравновесная термодинамическая теория;
• Радиационный и кондуктивный теплообмен в орбитальных условиях, моделирование тепловых режимов в космических аппаратах;
• Теоретические и экспериментальные исследования процессов стационарного и нестационарного испарительного охлаждения, конвективного теплообмена, структурных особенностей ламинарных и турбулентных вихревых потоков.
• Исследование аэродинамики и гидродинамики взаимодействия паровоздушных потоков с пленочными и капельными течениями.
• Исследование распространения инфразвуковых шумов, уноса влаги из градирни в капельной форме и влияние выбросов тепловых и атомных электростанций на окружающую среду.
• В прикладном плане эти работы направлены на интенсификацию процессов тепло- и массообмена в промышленном и энергетическом охладительном оборудовании испарительного типа с целью повышения его тепловой эффективности.

Основные разработки

• кинетическая теория массопереноса при испарении в пористых телах;
• неравновесная термодинамическая теория релаксирующих систем;
• статистическая теория кинетики нуклеации.

• программная реализация математической модели тепловых режимов целевой аппаратуры белорусского космического аппарата в орбитальных условиях и при наземных термовакуумных испытаниях;
• программный комплекс для решения специфических задач пожарной экспертизы “Heating”;
• программное обеспечение для визуализации магнитофореза биологических клеток.

• Аэродинамический завихритель
  Данный завихритель представляет собой систему щелевых каналов, образованных вертикальными щитами, которые установлены в воздуховходных окнах по внешнему контуру низа башни градирни и направлены таким образом, что движущийся в них поток воздуха для каждого канала имеет одну и ту же тангенциальную составляющую скорости. Эта скорость и определяет интенсивность вращения паровоздушной среды внутри градирни. Аэродинамический завихритель позволяет существенно улучшить аэродинамику воздушных потоков на входе и внутри градирен, интенсифицировать процессы тепло- и массообмена и тем самым повысить их тепловую эффективность. В таких градирнях результирующая скорость воздушного потока, помимо вертикальной и горизонтальной составляющих, приобретает еще одну компоненту – тангенциальную, что приводит к более глубокому и равномерному проникновению охлаждающего воздушного потока в радиальном направлении, увеличениют пути его взаимодействия, возрастанию времени контакта входящего воздушного потока с разбрызгиваемой охлаждаемой водой. Следствием этого является дополнительное (по сравнению с градирней без аэродинамического завихрителя) понижение температуры оборотной воды в градирне на несколько градусов, зависящее от режима работы турбины, климатических и погодных условий. Заметим, что дополнительное охлаждение циркуляционной воды в градирне летом на 1 ⁰С при всех прочих равных условиях приводит к уменьшению удельного расхода условного топлива на 1.2–2.0 г на выработку каждого киловатт-часа электроэнергии в зависимости от типа турбины и начальных параметров пара.
  Аэродинамический завихритель получил высокую оценку специалистов и был рекомендован к внедрению в энергетику Республики Беларусь проектной головной организацией РУП "БелНИПИЭнергопром" и концерном "Белэнерго".
  Существенно также и то, что оборудование градирен аэродинамическими завихрителями может производиться без остановки их работы и больших капитальных затрат. Расчеты и наш опыт внедрения аэродинамических завихрителей показывают, что такая модернизация окупается в течение одного-двух сезонов эксплуатации, а далее приносит прибыль. Для регионов с более теплым климатом, чем в Республике Беларусь, экономическая эффективность от внедрения завихрителя более значительна.
  
  
• Механизм оптимального управления горизонтальными зимними жалюзийными устройствами
  Предлагаемая новая конструкция жалюзийного устройства увеличивает эффективность охлаждения воды в градирне за счет прироста общего расхода охлаждаемого воздуха, проходящего через воздуховходные окна. Указанная конструкция позволяет устанавливать щиты под заданным углом к горизонту и может применяться самостоятельно или в сочетании с вариантом аэродинамического завихрителя. Комбинированное использование аэродинамического завихрителя совместно с предложенной конструкцией жалюзийного устройства увеличивает эффективность охлаждения оборотной воды в градирне за счет улучшения аэродинамики входящего воздушного потока в верхней части воздуховходных окон.
  
  
• Вентиляционное окно с регулирующим устройством
  Хорошо известно, что в подоросительном пространстве противоточной градирни наблюдается целый ряд двумерных эффектов, приводящих к тому, что значительная центральная часть площади оросителя работает при меньшей плотности массового расхода воздуха, нежели в периферийной (более удаленной от центра) части оросителя. Оценки и эксперименты свидетельствуют о том, что размер застойной центральной зоны может составлять 36% и более от общей площади оросителя, что соответствует площади круга радиусом 0,6R_ор, где R_ор – максимальный радиус оросителя. В такую застойную зону поступление воздуха идет с помощью вторичных течений и турбулентной диффузии. Следствием этого является значительное недоохлаждение воды в центральной части градирни. 
  В лаборатории предложена градирня, в центральной части оросителя которой выполнено вентиляционное окно. Это техническое решение впервые было внедрено при реконструкции градирни № 1 Гродненской ТЭЦ-2 с площадью орошения 900 м².
  Дальнейшим развитием этого технического решения явилась запатентованная идея оборудования вентиляционного окна специальным устройством, обеспечивающим возможность регулирования расхода проходящего через вентиляционное окно воздушного потока. 
  
  
• Модуль принудительной подачи воздуха
  В лаборатории предложен и запатентован способ охлаждения жидкости в башенной градирне, включающий комбинированную подачу охлаждающего воздуха внутрь градирни путем создания естественной и принудительной тяги. От известных способов он отличается тем, что принудительную тягу охлаждающего воздуха создают только в центральной зоне градирни, а в периферийной зоне в дополнение к естественной тяге создают второй поток охлаждающего воздуха путем эжекции его струей отработавшего воздушного потока центральной зоны градирни.
  Для реализации этого способа внутри вытяжной башни в центре системы орошения градирни предложена конструкция модуля принудительной подачи воздуха в виде внутренней вентиляторной градирни, оборудованной на выходе соплом и эжектором. Указанная внутренняя вентиляторная градирня является активным элементом управления охлаждающей способностью башенной испарительной градирни с обратной связью, в котором оптимально сочетаются естественная и дополнительная вынужденная тяги внутри градирни, в результате чего суммарный комбинированный эффект значительно превосходит сумму эффектов от каждой составляющей в отдельности.
  Данные разработки могут найти широкое применение в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве. В энергетике они позволяют снижать удельный расход топлива на выработку электрической энергии, повышать располагаемую мощность энергоблоков и улучшать работу вспомогательного технологического оборудования. Использование их в промышленности и сельском хозяйстве позволяет в конечном итоге снижать удельные энерго-и ресурсозатраты на производимую продукцию.
  Разработки лаборатории реализованы в конструкциях различных типов аэродинамических завихрителей для градирен электростанций, которые дают значительный экономический эффект от их использования.
  

• Бобруйская ТЭЦ-2 (1)
• Гомельская ТЭЦ-2 (2)
• Тбилисская ГРЭС, "Мтквари Энергетика" (Грузия)
• В 2009 г. закончено внедрение аэродинамического завихрителя на градирне № 6 с площадью орошения 5100 м² и высотой 110 м тепловой электростанции г. Тяньцзинь (КНР). Испытания подтвердили высокую эффективность работы аэродинамического завихрителя.

Стенды оснащены необходимым оборудованием и приборами. Имеется автоматизированная система сбора и обработки информации в реальном масштабе времени с лабораторной модели башенной градирни через проводной канал связи на удаленную ПЭВМ. Имеется комплект оборудования для оптической визуализации и анализа структуры течений в оптически прозрачных средах, стенд оборудован двухканальным имитатором ветровых воздействий на исследуемые модели градирен и др.