AP19678220 "Гибридті күн коллекторында қолдануға арналған TiO2 негізіндегі наносұйықтық жылу тасымалдағыш"
SDG #7
Жоба жетекшісі
Қасымов Асқар Бағдатұлы, PhD, - жоба жетекшісі ORCID ID - 0000-0002-1983-6508
Өзектілігі
Күн энергиясы көмірсутекті отынды жағатын және көп мөлшерде зиянды шығарындылар шығаратын ЖЭС-тің негізгі энергетикалық баламаларының бірі болып табылады. Тиімді наносұйықтықты салқындатқышты әзірлеу гибридті күн коллекторларының тартымдылығын айтарлықтай арттырады. Энергия тиімділігін арттыру олардың өтелу мерзімін айтарлықтай қысқартады және отандық энергетика секторындағы жаңартылатын көздердің үлесін арттырады.
Мақсаты
Гибридті күн коллекторларының энергия тиімділігін арттыру үшін CTAB, SDBS және Tween 80 беттік белсенді заттармен тұрақтандырылған кезде ең оңтайлы жылуфизикалық қасиеттері бар TiO2 нанобөлшектері негізінде тиімді наносұйықтық жылу тасымалдағыш әзірлеу.
Күтілетін нәтиже
Жобаны жүзеге асыру нәтижесінде TiO2 нанобөлшектері негізінде тиімді наносұйықтықты жылу тасымалдағышты алу технологиясы және оны гибридті күн коллекторында қолдану бойынша практикалық ұсыныстар әзірленетін болады. Бұл нәтижелер Қазақстан Республикасында күн энергиясын пайдалану тиімділігін арттырады. Жоба тақырыбы бойынша жүргізілген зерттеулердің нәтижелері бойынша келесі нәтижелер күтілуде:
Гибридті күн коллекторындағы жылу алмасу процесі зерттеледі. Титан оксидіне негізделген гибридті наносұйықтықтарды алудың тиімді әдісі әзерленеді. Жылуфизикалық зерттеулер жүргізу үшін зертханалық стенд әзірленеді. TiO2 нанобөлшектеріне негізделген гибридті жылу тасымалдағыштың жылуфизикалық қасиеттері зерттелетін болады. TiO2 негізіндегі гибридті наносұйықтықтардың гидродинамикалық зерттеулері жүргізіледі. Наносұйықтықтарды жылу тасымалдағыш ретінде пайдаланатын гибридті күн коллекторының энергия тиімділігі зерттелетін болады. Алынған мәліметтерді талдау және TiO2 негізіндегі гибридті наносұйықтықтардың ерекшеліктерінің теориялық сипаттамасы жүзеге асырылады.ТiО2 негізіндегі наносұйықтықтарды гибридті күн коллекторларында қолдану бойынша практикалық ұсыныстар әзірленеді.
Қол жеткізілген нәтиже
2023 жылға арналған күнтізбелік жоспарға (А қосымшасы) сәйкес, Республика өңірлерінің климаттық ерекшеліктері мен жылулық ағындарын ескере отырып, гибридті күн коллекторы үшін жылутасымалдағыштың жұмыс жағдайлары айқындалды. Су/этиленгликоль негізіндегі базалық сұйықтықтар мен құрамдастырылған дисперстік фазаларды (TiO2/ZnO, TiO2/Al2O3, TiO2/CuO, TiO2/MWCNT) пайдалана отырып, TiO₂ негізіндегі тұрақты гибридті наносұйықтықтарды алу әдістемесі әзірленді. Дисперсиялардың тұрақтылығын арттыру мақсатында әртүрлі pH мәндерінде беттік-активті заттардың (CTAB, SDBS және Tween 80) тиімділігі тәжірибелік тұрғыда бағаланды. Алынған деректерді ескере отырып, гибридті күн коллекторында қолдануға арналған наносұйықтықтардың жылу-физикалық зерттеулерін жүргізу үшін зертханалық сынақ стенді жобаланып, жинақталды.
2024 жылға арналған күнтізбелік жоспарға сәйкес, TiO2/ZnO, TiO2/Al2O3, TiO2/CuO, және TiO2/MWCNT жүйелері негізінде тұрақтандырылған наносұйықтықтардың жылу-физикалық қасиеттері зерттелді. Базалық сұйықтықтағы нанобөлшектер концентрациясына тәуелді жылуөткізгіштік, жылусыйымдылық, тұтқырлық және жылусыйымдығы (температуралық өткізгіштігі) заңдылықтары анықталды. Наносұйықтықтардың ағын режимдері бойынша гидродинамикалық зерттеулер жүргізіліп, бөлшек концентрациясының функциясы ретінде Нуссельт пен Рейнольдс сандарының өзара байланыстары алынды, сондай-ақ Рейнольдс саны мен қатты фаза мөлшеріне тәуелді қысым шығынының заңдылықтары белгіленді. Гибридті күн коллекторының энергетикалық және эксергетикалық тиімділігі бағаланып, нанобөлшектер мен беттік-активті заттардың оңтайлы қатынасына ие композициялар айқындалды.
2025 жылға арналған күнтізбелік жоспарға сәйкес, TiO2 негізіндегі гибридті наносұйықтықтарға қатысты жинақталған тәжірибелік деректер кешені талданып, гибридті күн коллекторын пайдалану жағдайларына тән температуралар мен құрамдар диапазонында жылу және масса алмасудың үлгілік сипаттамалары нақтыланды. Контурдағы нақты айналым режимдерінде наносұйықтықтардың гидродинамикалық мінез-құлқын және жылуалмасуын сипаттайтын теориялық жалпылама қорытынды жасалды. Алынған нәтижелер негізінде TiO2 базасындағы жылутасымалдағыштарды қолданатын гибридті күн коллекторы үшін наносұйықтық құрамын таңдау, оны дайындау әдістемесі, айналым режимдері және пайдалану шарттары бойынша практикалық ұсынымдар әзірленді.
Зерттеу нәтижелері бойынша Web of Science және Scopus дерекқорларында индекстелетін рецензияланатын ғылыми басылымдарда 2 мақала жарияланды және 1 мақала пікір берушінің қарастырылуында, ҚР ҒЖБМ ҒЖБСҚК ұсынған отандық басылымда 3 мақала жарияланды, сондай-ақ «Гибридті күн коллекторларының жылу-физикалық зерттеулеріне арналған қондырғы» атты пайдалы модельге Қазақстан Республикасының патенті алынды және университеттің Ғылыми кеңесі ұсынған «Гибридті наносұйықтықтардың жылуфизикалық қасиеттері» атты монография жарық көрді.
Ғылыми топ
Ермоленко Михаил Вячеславович
Бектемисов Ануар Алмасбекович
Адылканова Айнур Жарылкасыновна
Акишов Жандос Қайрбекұлы
Пайдалы сілтемелер
Жоба туралы
Сол кездегі жобалар
AP19579443 "Полиэлектролит кешендері негізінде қарағайды жеделдетіп өсіру технологиясын әзірлеу"
Кливенко Алексей Николаевич, PhD, - жоба жетекшісі ORCID ID...
AP19178510 "BaFBr және BaF2 кристалдарындағы радиациядан туындаған ақауларды эксперименттік және теориялық зерттеу"
Кенбаев Дауржан Хаджимуратович - жоба жетекшісі ORCID ID - h...
AP19178097 "Металдың бу-газ қабығымен өзара әрекеттесуін сандық модельдеу негізінде электролиттік-плазмалық цементтеу технологиясын жетілдіру"
Мухаметов Елдос Мухтарович, PhD, - жоба жетекшісі ORCID ID -...
AP19175164 "1920-1930 жылдардағы Кеңестік қысым саясаты нәтижесінде Моңғолияға қоныс аударған қазақтардың тағдыры және ерекшеліктері"
Токишкадиров Ботабек Бейбитбекович, - жоба жетекшісі ORCID I...
AP19579513 "Тот баспайтын болаттан жасалған бөлшектерді беттік қатайтудың біріктірілген әдісін әзірлеу"
Жумадилова Гульмира Амангазыевна - жоба жетекшісі, https://o...
Байланыс
Ғылыми бөлім:
+7 (7222) 31-31-75
science@shakarim.kz