Inventory number IRN Number of state registration
0323РК00780 AP19679741-KC-23 0123РК00424
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 0 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 24000000 AP19679741
Name of work
Применение информационных технологий в биоэнергетике для 3D моделирования сжигания биотоплива
Type of work Source of funding Report authors
Applied Аскарова Алия Сандыбаевна
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Информационные технологии 3D моделирования сжигания традиционного (нефтяной дизель) и альтернативного (биодизель) видов топлив в двигателях внутреннего сгорания.

Іштен жану қозғалтқыштарында дәстүрлі (мұнай дизелі) және альтернативті (биодизель) отын түрлерінің жануын 3D модельдеудің ақпараттық технологиялары.

Применение информационных технологий и новых программных пакетов CFD-моделирования для исследования сжигания жидкого топлива (традиционный нефтяной дизель и биодизель) в двигателях внутреннего сгорания и определение оптимальных параметров процесса эффективного горения, обеспечивающих снижение выбросов вредных веществ в атмосферу.

Іштен жану қозғалтқыштарында сұйық отынның (дәстүрлі мұнай дизелі және биодизель) жануын зерттеу үшін ақпараттық технологиялар мен жаңа бағдарламалық CFD-модельдеу пакеттерін пайдалану және атмосфераға шығарылатын зиянды заттардың азаюын қамтамасыз ететін эффективті жану процесінің тиімді параметрлерін анықтау.

Вычислительные эксперименты на основе 3D CFD моделирования.

3D CFD модельдеу негізіндегі есептеу тәжірибелері.

Проведен систематический обзорный анализ зарубежных исследований по развитию альтернативных источников энергии, способных обеспечить энергетическую и экологическую безопасность планеты и выработаны перспективные направления рационального использования биотоплива. На основе тщательного и глубокого анализа оптимизирован технологический процесс сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Разработана геометрическая 3D CFD-модель реальной камеры сгорания с учетом ее геометрии и размеров, расположения сопел и инжекторных систем впрыска топлива для воспроизведения процесса сжигания традиционного нефтяного дизеля и биодизеля при различных рабочих условиях и способах впрыска жидкого топлива. Разработана физико- математическая модель процесса горения жидких топлив, состоящая из законов сохранения массы, импульса, энергии и концентрации компонентов топлива и продуктов его сгорания, в которой учтены неизотермичность, многофазность и турбулентность среды, многостадийность и оптимальное количество глобальных химических реакций взаимодействия топлива и окислителя и формирования вредных веществ, а также применены современные модели впрыска, распада, дисперсии, испарения капель жидкого топлива и отслеживания их траекторий в пространстве камеры ДВС.

Ғаламшардың энергетикалық және экологиялық қауіпсіздігін қамтамасыз етуге қабілетті альтернативті энергия көздерін дамыту бойынша шетелдік зерттеулерге жүйелі шолу талдау жүргізілді және биоотынды ұтымды пайдаланудың перспективті бағыттары әзірленді. Терең, әрі мұқият талдау негізінде іштен жану қозғалтқыштарында отынды жағудың технологиялық процесі оңтайландырылды. Әр түрлі жұмысшы шарттар мен сұйық отынды бүрку тәсілдеріне сәйкес дәстүрлі мұнай дизелі мен биодизельдің жану процесін жүзеге асыру үшін жану камерасының геометриясы мен өлшемдерін, соплолары мен отынды инжекторлы бүрку жүйелерінің орналасуын ескергендегі нақты жану камерасының геометриялық 3D CFD моделі жасалынды. Ортаның изотермиялық еместігі, көпфазалығы және турбуленттілігі, отын мен тотықтырғыштың өзара әсерлесуі мен зиянды заттардың түзілуінің глобальді химиялық реакцияларының тиімді саны ескерілетін масса, импульс, энергия, отын компоненттері мен жану өнімдерінің концентрацияларының сақталу теңдеулерінен құралатын сұйық отындардың жану процесінің физика-математикалық моделі жасалынды, сонымен қатар іштен жану қозғалтқышының жану камерасының кеңістігіндегі сұйық отын тамшыларының бүркілуі, жіктелуі, дисперсиясы, булануы мен олардың траекторияларын бақылаудың заманауи модельдері жүзеге асырылды.

Полученные при выполнении данного проекта результаты будут положены в основу разработки практических рекомендаций по проектированию ДВС, имеющие наилучшие конструкторские решения по способам подачи топлива, расположению сопел и инжекторов, оптимальные параметры для эффективного сжигания жидкого топлива и уменьшения вредных выбросов выхлопных газов в атмосферу. Результаты данного проекта будут значимыми не только для мировых автопроизводителей, но и для развития казахстанской автомобильной промышленности.

Осы жобаны орындау кезінде алынған нәтижелер отынды беру тәсілдері, соплолар мен инжекторлардың орналасуы, сұйық отынды тиімді жағу және атмосфераға шығарылатын газдардың зиянды шығарындыларын азайту үшін оңтайлы параметрлері бойынша ең жақсы конструкторлық шешімдері бар іштен жану қозғалтқыштарын жобалау бойынша практикалық ұсыныстарды әзірлеуге негіз болады. Бұл жобаның нәтижелері әлемдік автоөндірушілер үшін ғана емес, қазақстандық автокөлік өнеркәсібін дамыту үшін де маңызды болмақ.

Результаты разработанной технологии сжигания топлив могут быть внедрены в камеры сгорания ДВС и учебный процесс (бакалавриат, магистратура, докторантура PhD), которые будут способствовать реализации ресурсосберегающих энергетических технологий, отвечающих современным экологическим требованиям, и позволят усовершенствовать существующие методы исследования и применить их для подготовки конкурентоспособных специалистов.

Әзірленген отынды жағу технологиясының нәтижелері қазіргі заманғы экологиялық талаптарға сай келетін ресурс үнемдеуші энергетикалық технологияларды жүзеге асыруға ықпал ететін және зерттеудің қолданыстағы әдістерін жетілдіруге және оларды бәсекеге қабілетті мамандарды даярлау үшін қолдануға мүмкіндік беретін іштен жану камераларына және оқу процесіне (бакалавриат, магистратура, PhD докторантура) бейімделуі мүмкін.

Полученные результаты проекта будут иметь высокую значимость в международном и национальном масштабе, а широкое применение разработанных универсальных технологий и программных продуктов для 3D CFD-моделирования сжигания жидкого топлива в камерах ДВС несет в себе важный социально-экономический и экологический, а также научно-технический эффект, поскольку такие исследования позволяют определить оптимальные параметры экологически «чистого» процесса горения и будут способствовать сокращению выбросов парниковых газов.

Жобаның алынған нәтижелері халықаралық және ұлттық деңгейде жоғары құныдылыққа ие болады, ал іштен жау қозғалтқыштарының жану камераларында сұйық отынның жануын 3D CFD-модельдеуге арналған әзірленген әмбебап технологиялардың және бағдарламалық өнімдердің кеңінен қолданыс табуы өзімен бірге маңызды әлеуметтік-экономикалық және экологиялық, сондай-ақ, ғылыми-техникалық әсер қалдырады, өйткені, мұндай зерттеулер экологиялық «таза» жану процесінің тиімді параметрлерін анықтауға және парникті газдардың қалдықтарының шығарылуын қысқартуға мүмкіндік береді.

Эффективные новшества и разработки в низкоуглеродном транспортном секторе энергетического комплекса страны, использующие практические инженерно-конструкторские решения по нахождению оптимальных параметров для эффективного сжигания жидкого топлива и уменьшения вредных выбросов выхлопных газов в атмосферу.

Сұйық отынды тиімді жағу және атмосфераға шығарылатын газдардың зиянды шығарындыларын азайту үшін оңтайлы параметрлерді табу бойынша практикалық инженерлік-конструкторлық шешімдерді пайдаланатын елдің энергетикалық кешенінің төмен көміртекті көлік секторындағы тиімді инновациялар мен әзірлемелер.

UDC indices
001.891.5:536.46:662.6
International classifier codes
50.33.00; 29.01.00; 28.17.23; 28.17.19;
Key words in Russian
информационные технологии; жидкое биотопливо; камера двигателя внутреннего сгорания; процесс горения; CFD-моделирование; вычислительный эксперимент; 3D компьютерное моделирование; выбросы вредных веществ; биоэнергетика;
Key words in Kazakh
ақпараттық технологиялар; сұйық биоотын; ішкі жану қозғалтқышының камерасы; жану процесі; CFD модельдеу; есептеу эксперименті; 3D компьютерлік модельдеу; зиянды заттардың шығарындылары; биоэнергетика;
Head of the organization Айтжанова Жамила Нурматовна Доктор экономических наук / ассоциированный профессор (доцент)
Head of work Аскарова Алия Сандыбаевна Доктор физико-математических наук / Профессор