Специалисты Архитектурно-строительного института и Института естественных и точных наук ЮУрГУ работают над совершенствованием эксплуатационных свойств композитных материалов для применения стеклопластика на производстве. Исследование относится к стратегическому проекту «Новые перспективные материалы» по программе «Приоритет 2030».
Замена традиционных материалов (стали, кирпича, железобетона) стеклопластиками – перспективный метод решения проблем ресурсо- и энергосбережения, экологической и промышленной безопасности. Стеклопластики – это композиционные материалы, в состав которых входит стекловолокно и связующее вещество. Благодаря стойкости стеклопластиков к агрессивным воздействиям становится возможным снижение температуры выбрасываемых газов на производстве и обеспечение выпадения конденсата внутри конструкции. Таким образом, большинство химических соединений и тепло не будут покидать промышленный агрегат, а также смогут быть собраны и повторно использованы на производстве.
Однако стеклопластиковые элементы конструкций, например, трубы, также, как и изделия из традиционных материалов, требуют решения ряда вопросов для снижения температуры газов. Ученые занимаются поиском решения проблемы аэродинамики при снижении температуры газов и исследованием работы газоотводящего тракта при разных условиях.
Над исследованием свойств материалов при нормальных и повышенных температурах в лаборатории Архитектурно-строительного института работают студенты-выпускники направления «Строительство уникальных зданий и сооружений» Александр Задорин, Алексей Антипин и Никита Хорошилов под руководством заведующего кафедрой «Строительные конструкции и сооружения» Максима Мишнева.
.jpg)
«Мы уже более двух лет занимаемся испытаниями стеклопластиков. За это время была отработана и налажена методика испытаний, получен большой объем данных. Имея физико-механические свойства связующих и стеклоткани, мы смогли смоделировать структуру композитов и газоотводящего тракта в программе «Ansys» и получили тесную связь экспериментальных и теоретических данных. Мы с Никитой в этом году защитили научно-исследовательский диплом по схожей теме. Я поступил в аспирантуру и планирую в дальнейшем заниматься исследованиями в рамках программы «Приоритет 2030» и для своей кандидатской диссертации», – поделился Александр Задорин, аспирант кафедры «Строительство конструкции и сооружений» ЮУрГУ.
Исходные данные для моделирования внешних условий и характеристик газов принимаются из соответствующих сводов правил и данных о работе реальных установок. Анализ выбросов в атмосферу производится также на основании экологических требований к данным производствам.
Снижение температуры и состава газов, а также их ранняя конденсация в трубопроводе требуют комплексного расчета. Полученная модель позволяет учесть не только изменения физических характеристик газов, но и их химический состав. При помощи дискретного изменения параметров расчетной схемы, состава газов и материалов самого газоотводящего тракта и внешних условий стала возможной оценка и сведение к минимуму пагубного воздействия производственных выбросов.
В рамках исследовательской темы был опубликован ряд статей в журнале «Строительство уникальных зданий и сооружений», входящего в международную базу научного цитирования.
Южно-Уральский государственный университет – это университет трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
Читайте нас: