bool(false) О кафедре Теплофизики


Клуб Гамильтониан

Группа Ону

Кафедра Теплофизики

 Калинчак Валерий Владимирович - заведующий  кафедрой теплофизики, доктор физико-математических наук, профессор

Специализация кафедры


01.04.14 – Теплофизика и молекулярная физика.

Проблемы интенсивного развития науки и новых технологий тесно связаны с подготовкой специалистов высокого уровня, владеющих современными методами обработки информационно-технологической документации. Наряду с фундаментальными исследованиями важным является быстрое и оперативное внедрение научных результатов для разработки наукоемких технологий. Среди важных научно-технологических направлений есть такие, как фундаментальные и прикладные проблемы теплофизики дисперсных систем и физики плазмы продуктов горения, изучения физико-химических свойств аэрозолей, создание новых устройств и технологий для народного хозяйства. Это определяет необходимость и актуальность подготовки специалистов по специализации „Теплофизика дисперсных систем и физики плазмы с конденсированной фазой”. Специалисты этого направления владеют методологией и методами изучения физических явлений в дисперсных средах при высоких и низких температурах. Широкое направление специалистов данного профиля обеспечивается изучением комплекса научных дисциплин по межфазному взаимодействию в низкотемпературных аэродисперсных системах и горючих высокотемпературных средах в процессе их воспламенения, горения и образования плазмы продуктов сгорания.

Выпускники кафедры имеют широкий спектр участия в различных областях научной, производственной и педагогической деятельности. В частности, многие специализировались в таких областях науки как теплофизика (тепломассообмен, химическая кинетика, физика горения и взрыва), метеорологии (мониторинг, активные воздействия на облака, туманы), в аэробиологии, физике низкотемпературной плазмы с конденсированными продуктами сгорания, производстве материалов в дисперсном виде и т.д. Выпускники кафедры могут работать в сфере теплоэнергетики, на тепловых и атомных электростанциях, на производствах министерства обороны, в лабораториях пожарной безопасности, в организациях связанных с космическими программами, в том числе в разнообразных организациях, которые так или иначе связаны с теплоэнергетикой, горением, фазовым переходами веществ, с измерениями теплофизических свойств веществ.

Спецкурсы, читаемые на кафедре теплофизики:

НАУЧНАЯ ШКОЛА

Научные направления школы

  • изучение механико-химических и электрических процессов в аэрозольных системах, поиски новых способов их получения, стабилизации и разрушения;
  • разработка моделей горения топлив в дисперсном виде, определение оптимальных условий их сгорания и ингибирования.

В результате фундаментальных научных исследований на кафедре теплофизики установлено и показано:
  • Возможность управления характеристиками и свойствами плазмы продуктов сгорания путем регуляции термодинамического состава и эффективного введения легкоионизирующей примеси.
  • Сформулированы понятия об обобщенном потенциале плазмы, сдвиге ионизационного равновесия в объемно заряженной плазме, параметре неравновесности и механизмах дальнодействии  заряженных частиц,
  • Установлены закономерности осаждения аэрозольных частиц в гравитационном фильтре и определение влияние концентрационных и тепловых полей на процесс разделения зарядов при дроблении жидкости.
  • Показана возможность управления электрофизическими свойствами гетерогенных систем с высокодисперсными частицами путем влияния температурных и электромагнитных полей;
  • Установлены условия формирования вихревого течения при управляемой транспортировке дисперсных систем.
  • Определены условия и методики создания стабильных неводных дисперсных систем с развитой поверхностью в закономерностях переноса импульса и энергии.

В результате прикладных исследований были разработаны и созданы

  • Теория и физико-математические модели высокотемпературного тепломассообмена и кинетика химических реакций на поверхности твердых тел (углерод, металлы) в газовой среде с учетом фазовых переходов, стефановского течения на их поверхности, внутренней диффузии в порах и теплообмена излучением к стенкам реакционного устройства. Результаты являются важным взносом в теорию высокотемпературных процессов в дисперсных системах.
  • Метод диагностики устойчивых высокотемпературных и гистерезисных режимов тепломассообмена и кинетики химических и гетерогенно каталитических превращений на поверхности одиночных частиц и в условиях газовзвеси, который может использоваться в теплоэнергетике, теплотехнике, приборостроении и химической r промышленности.
  • Метод определения интервалов режимных критических параметров дисперсных систем, в которых наблюдаются их устойчивые высокотемпературные состояния.
  • Метод получения микрочастиц с заданными размерами и физико-химическими свойствами.
  • Программное обеспечение для системы термостабилизации оптических датчиков, которые используются на космических аппаратах.
  • Цифровой метод определения температуры быстро протекающих процессов на поверхности твердых тел и пламен.
  • Модель формирования двойного электрического слоя на неравновесной поверхности жидкости.
  • Устройство лазерного доплеровского анемометра для экспериментального исследования движения частиц и параметров одно- и многофазных потоков и анизотропных сред. Стенд может быть использован для исследований подвижности молекул, жидких кристаллов.
  • Модель межфазного взаимодействия в низкотемпературной плазме с субмикронными частицами окислов металлов с учетом поверхностных процессов ионизации атомов и рекомбинации ионов. Проведен расчет зарядов частиц окислов металлов с помощью предложенной модели в зависимости от их дисперсного и химического состава, что необходимо для получения качественной поверхности при плазменном напылении. Модель может быть внедрена для повышения эффективности технологии плазменного напыления твердых поверхностей путем управления процессами нуклеации и заряжения частиц окислов металлов в плазменном потоке;
  • Полученные результаты используются в учебном процессе при подготовке специалистов по специализации “Теплофизика” с углубленным изучением теплофизики дисперсных систем и физики плазмы с конденсированной дисперсной фазой.
В лаборатории “Физики аэродисперсных систем” ведутся исследования
  • по получению аэрозолей из растворов электролитов в условиях неравновесной деформации жидкости;
  • по транспортированию дисперсных систем вихревыми кольцами в условиях свободной атмосферы;
  • по действию высокодисперсных заряженных аэрозолей на дымы, полученные при сгорании различных материалов;
  • по движению и параметрам одно–многофазных потоков в различных условиях методами лазерной доплеровской анемометрии;
  • по движению и осаждению аэрозолей из неоднородных по температуре и концентрации парогазовых потоков.

Лаборатория “Физики высокотемпературных аэрозолей” сосредоточила внимание на

  • исследовании роли и взаимовлияния различных механизмов тепломассопереноса и кинетических факторов в процессах химического и фазового изменения одиночных частиц углерода и системы частиц;

  • исследовании динамики тепломассообмена при фазовых переходах “твердая фаза – жидкость – пар” в процессах лазерной обработки металлов;

  • исследовании взаимодействия в атмосфере кластерно-ионной среды с различными металлами с высокими температурами кипения;

  • исследовании равновесных и кинетических процессов в неупорядоченных гетерогенных жидкостных ионизованных системах методами статистического моделирования.

С момента создания  кафедры преподаватели, сотрудники и студенты постоянно плодотворно занимаются научно исследовательской работой. Базой для научной работы являются научно-исследовательские лаборатории ПНИЛ ФАС и НИЛ-5. Результаты их научных исследований отображены в статьях в приоритетных журналах.

Основные публикаций кафедры за 2002– 2006гг.

  1. Калинчак В.В., Орловская С.Г., Грызунова Т.В., Копыт Н.Н. Высокотемпературное окисление металлов с учетом теплообмена излучением. //Физика горения и взрыва. – 2002. – Т.38, – №2. – С.42– 48.

  2. Kalinchak V.V., Orlovskaya S.G., Gryzunova T. V., Kopyt N.N. High-temperature Oxidation of Metals with Allowance for Radiative Heat Transfer // Combustion, Explosion and Shock Waves, Vol. 38, No.2, pp. 163-168, 200 2.

  3. Орловская С.Г., Калинчак В.В., Грызунова Т.В., Каримова Ф.Ф. Влияние испарения оксидной пленки на высокотемпературное окисление вольфрамовой частицы в воздухе с различным содержанием кислорода // Физика аэродисперсных систем. – 2002. – Вып. 39.- С. 69-76.

  4. Калинчак В.В., Орловская С.Г., Гулеватая О.Н. Высокотемпературный тепломассообмен и самопроизвольное потухание пористой углеродной частицы в воздухе // Физика аэродисперсных систем. – 2002. – Вып. 39.- С. 138-147.

  5. Семенов К.И., Лялин Л.И., Калинчак В.В., Копыт Н.Х. Термоэмиссионная зарядка седиминтирующих сферических металлических частиц // Физика аэродисперсных систем. – 2002. – Вып. 39.- С. 261-269.

  6. Калинчак В.В., Орловская С.Г., Грызунова Т.В. Устойчивые и критические режимы высокотемпературного окисления вольфрамового проводника в воздухе // Теплофизика высоких температур. – 2003.- Т.41, №3. – С. 465–469.

  7. Калинчак В. В., Гулеватая О.Н., Калинчак А.И., Орловская С.Г. Высокотемпературный тепломассообмен и кинетика химических реакций пористого углерода с воздухом с учетом стефановского течения // Физика аэродисперсных систем. – 2003. – Вып. 40. ― С. 106-122.

  8. Орловская С.Г., Калинчак В. В., Грызунова Т.В. Высокотемпературное окисление вольфрамового проводника с учетом теплообмена излучением и испарения окисной пленки с его поверхности// Физика аэродисперсных систем. – 2003. – Вып. 40. ― С. 150-161.

  9. Орловская С.Г, Калинчак В.В., Грызунова Т.В., Копыт Н.Н. Высокотемпературный тепломассообмен и кинетика окисления металлической частицы в воздухе // Химическая физика. – 2004.-Т.23, №3. – С.49-55.

  10. Калинчак В.В., Зуй О.Н., Орловская С.Г. Влияние температуры и диаметра пористых углеродных частиц на кинетику химических реакций и тепломассообмен с воздухом // Теплофизика высоких температур. – 2005. – Т.43, №5. – С.780-788.

  11. Lyalin L.A., Semenov K.I., Kalinchak V.V., Kopyt N.KH. Thermoemission charging of  metal particles surrounded with condensed disperse phase // Ukrainian journal of physics. – 2005. – V.50, № 2 – P. 157 – 160.

  12. Маренков В.І. «Полідисперсна» іонізація макрочастинок в гетерогенних плазмових системах // Физика аэродисперсных систем. – 2002. – Вып. 39.- С. 270-280.

  13. Marenkov V.I. Physical modelling of ionization processes in dense high-temperature plasmasol// Journal of Molecular Liquids.-2003.-Vol. 105, Nо. 2, pp. 299-305.

  14. Маренков В.І. Наведена полярізація в запиленій плазмі з електричним струмом // Фізика аеродисперсних систем. – Одеса. – 2003. – вип.40. – С.298-312.

  15. Marenkov, V. I. Manifestation of polarization effects in dusty plasma//Journal of Molecular Liquids.-2005.-Vol.120, Nо. 2, pp.181-184.

  16. Липатов Г.Н., Чернова Е.А., Турецкий А.Е., Миргород П.И. экспериментальное исследование течения Стефана в статической термодиффузионной камере // Физика аэродисперсных систем. – 2002. – Вып. 39.- С. 15-22.

  17. Липатов Г.Н., Чернова Е.А., Таволжанский В.М., Турецкий А.Е. Исследование устойчивости и структуры течений при смешанной конвекции в цилиндрических каналах // Физика аэродисперсных систем. – 2002. – Вып. 39.- С. 207-214.

  18. Липатов Г.Н., Миргород П.И., Копыт Н.Х. Экспериментальное исследование осаждения разбавленного аэрозоля NaCl в поле диффузии пересыщенного водяного пара. Предварительные результаты// Физика аэродисперсных систем. – Одесса. – 2003. – вып.40. – С.42-47.

  19. Lipatov G.N., Tavolzhansky V.M., Turetsky A.E., Cheremesyuk G.G., Chernova E.A. Optimization of preparations of A2B6 semiconductor films by electrospray pyrolysis // Functional Materials 10, No.2(2003), - p.1-6.

  20. Драган Г.С. Влияние концентрации легкоионизирующейся присадки на по верхностные процессы в пылевой плазме. // Физика аэродисперсных систем. – 2002. – вып.39. – С. 249-260.

  21. Драган Г.С. Межфазные термодинамические взаимодействия в плазме продуктов сгорания. // Вестник Одесск. гос. ун-та. - 2003. - Т 8. - вып.2. Физ.-мат. науки. - С. 163-185.

  22. Вишняков В. И., Драган Г.С., Тамарина Н.А. Изолированный зонд в термической плазме. // Физика аэродисперсных систем. – Одесса. – 2003. – вып.40. – С.274-284

  23. Драган Г.С. Пульсирующий режим испарения капли водного раствора карбоната калия в углеводородном пламени. // Докл. НАНУ. - 2003. - №1. – С.87-94.

  24. Dragan G. S., Vishnyakov V. I. Thermodynamic reasons of agglomeration of dust particles in the thermal dusty plasma. // Physiks of Condenced Matters. – 2003. - №4. – С.

  25. Билей Д.В., Драган Г.С., Соловьев В.Г., Кочнева В.Ю. Анализ применения риск-ориентированых подходов для оптимизации эксплуатационного контроля атомных электростанций// Физика аэродисперсных систем. – Одесса. – 2003. – вып.40. – С.313-321.

  26. Драган Г.С. Электроакустические колебания частиц оксида алюминия в термической плазме.// ЖЭТФ. Т.125 № 3 – 2004. – С.570-575

  27. Драган Г.С. Электроакустические колебания частиц оксида магния в возмущения ионизационного равновесия в термической плазме с конденсированной фазой. // ЖЭТФ. – 2004.

  28. Вишняков В.И., Драган Г.С. Статистика электронов и ионов в термической плазме с конденсированной фазой.// УФЖ. – 2004. - №1.

  29. Вишняков В.И., Драган Г.С. Ионизационное равновесие в контакте термическая плазма – твердое тело. // УФЖ. – 2004. - №2.

  30. Драган Г.С. Динамика испарения капли солевого раствора в пульсационном режиме. // Докл. НАНУ. – 2004. - №2.

  31. Dragan G.S. Dusty and smoky plasmas. Some properties and applications // Ukrainian journal of physics. – 2005. – V.50, № 2 – P.130-134.

  32. Tamarin A.A., Tamarima N.A., Vishnyakov V.I., Dragan G.S. Conditions of the currents smallness in combustion plasmas // Ukrainian journal of physics. – 2005. – V.50, № 2 – P. 176 – 178.

  33. V. I. Vishnyakov and G. S. Dragan Electrostatic interaction of charged planes in the thermal collision plasma: Detailed investigation and comparison with experiment / PHYSICAL REVIEW E 71,1. –2005. – V.71., - Р. 016411.

  34. V. I. Vishnyakov and G. S. Dragan Thermision (dust-electron) plasmas: theory of neutralizing charges. / PHYSICAL REVIEW E 74,3. –2006., - Р. 036404.

  35. V. I. Vishnyakov and G. S. Dragan Order spatial structures of dust grains in the thermal  plasma. / PHYSICAL REVIEW E.73, 2. –2006., - Р. 026403.

Связи с украинскими и международными организациями

Кафедра принимает активное участие  в выполнении международных проектов. За последние годы были выполнены следующие проекты:

<«Исследование процессов и устройств на основе низкотемпературной плазмы» Проект №8 М157-2004. Партнер – Литовский энергетический институт. Источник финансирования – МОН Украины. Срок начала и окончания программы 1.01.2003 г. – 31.12.2005 г.

«Исследование неидеальной плазмы продуктов сгорания». Партнер – Институт теплофизики экстремальных состояний Объединенного института высоких температур  РАН. Источник финансирования – без финансирования. Срок начала и окончания программы – 1.01.2004 г. – 31.12.2006 г.

Готовится проект о сотрудничестве на 2006-2008 г.г. „Создание плазменной технологии синтеза ультрадисперсных порошков и применение их для получения покрытий с заданными свойствами”. Партнер - Литовский энергетический институт.

Преподаватели и сотрудники кафедры являются членами международных организаций:

Копыт Н.Х. – доктор физико-математических наук – член Европейской аэрозольной ассоциации.  
Стручаев А.И. – старший научный сотрудник - член Европейской аэрозольной ассоциации.
Липатов Г.Н. – кандидат физико-математических наук, доцент - член Европейской аэрозольной ассоциации.

Кафедра поддерживает связи с: Киевским национальным университетом (кафедра общей и молекулярной физики), Киевским педагогическим университетом (кафедра общей физики), Научно-исследовательским физико-химическим институтом им. Карпова (Москва, Россия); институтом физической химии РАН (Москва, Россия); институтом теплофизики Сибирского отделения РАН (Новосибирск, Россия); институтом высоких температур РАН; институтом химической физики им. Н.Н.Семенова РАН; институтом экстремальной физики РАН; Литовским энергетическим институтом; центром угольной технологии НАН Украины; государственным научно-техническим центром ядерной и радиационной безопасности.

Информация для потенциальных партнеров кафедры

В результате поведенных исследований физики высокотемпературного тепломассообмена в дисперсных системах при химических и фазовых превращениях; физических свойств низкотемпературной плазмы; разработанной модели межфазного взаимодействия и использования новых параметров для описания свойств дымовой плазмы; физики аэрозолей, кафедра предлагает ряд научно-технических тем для совместных работ или для их финансовой поддержки со стороны спонсоров:

  • методы диагностики высокотемпературных устойчивых и критических (зажигание,  потухание) состояний твердых тел (металлов, углерода) различной геометрической формы в газообразной среде;
  • методы исследования влияния различных механизмов теплопереноса (излучение, конвекция), кинетики фазовых и химических превращений на поверхности и внутри пор частиц и проводников на критические параметры зажигания и потухания их в газообразной среде;
  • бесконтактный метод исследования температурного поля нагретых до свечения объектов исследования  с помощью цифрового и компьютерного оборудования;
  • определение диапазона режимных параметров дисперсных систем (размеры частиц, их внутренняя структура, концентрация, температура, скорость движения и т.д.), при которых осуществляется наиболее полное их преобразование в условиях газовзвеси.
  • получение нанопорошков оксидов металлов;
  • усовершенствование технологии нанесения порошковых покрытий на твердые поверхности;
  • электроискровая обработка металлических поверхностей;
  • разработка способов защиты окружающей среды от сварочного аэрозоля при электродуговом разряде;
  • моделирование фазовых переходов на примере упорядоченных структур конденсированной фазы в плазме;
  • аспирация аэрозолей (в том числе биоаэрозолей) из окружающей среды при различных ее параметрах (скорости ветра, давлении, влажности, температуре);
  • движение и осаждение аэрозольных частиц из неоднородных по температуре и концентрации газовых потоков;
  • высокоэффективная (стопроцентная) фильтрация высокодисперсных аэрозолей любой физико-химической природы на базе конденсационно-гравитационной и диффузионно-форетического фильтров;
  • термодиффузионно-конвективная неустойчивость газовых потоков;
  • поперечная миграция частиц в аэродисперсных потоках;
  • нанесение покрытий (исследование их свойств) методом пульверизационного пиролиза;
  • электрические свойства волокнистых фильтрующих материалов;
  • аэрозольная техника – пробоотборники, разбавители, методы измерений.

Реквизиты кафедры теплофизики

Одесский национальный университет имени И.И.Мечникова, Одесса, ул. Дворянская, 2.
кафедра теплофизики, ул. Пастера, 27,
г. Одесса, 65082, Украина
тел. +38 048 723 -12 - 03

Русская версия |
ПОИСК ПО САЙТУ
Физический факультет.
© 2004—2008 Одесский национальный университет имени И.И.Мечникова.
Все права защищены. Система управления сайтом BPanel CMS