Водород и наноматериалы из метана
Технология переработки попутного нефтяного газа, основным компонентом которого является метан, заключается в его переработке посредством каталитической реакции, в результате которой образуются водород и углеродные наноматериалы. Ученые НГТУ НЭТИ изучают способы разложения метана, исключающие выбросы оксидов углерода. Одним из перспективных способов является синтез горением растворов (SCS) из-за возможности использования катализатора без предварительного восстановления водородом и более быстрого одностадийного синтеза. Для оптимизации SCS-катализаторов был применен подход с целью увеличения выхода водорода. Полученные катализаторы протестированы на разложение метана при температуре 550 °C и давлении 1 бар. Были найдены оптимальные условия проведения синтеза катализатора, удалось добиться того, чтобы выход водорода получился наивысшим. Полученный водород может использоваться как добавка к топливу, а углеродные наноматериалы – применяться в конструкционных материалах, в суперконденсаторах и батареях.
Подводные нефтехранилища
Традиционно сырая нефть хранится на морских платформах до выгрузки на танкер или в трубопровод. Этот метод приводит к увеличению веса и размеров платформы. Ученые Пермского Политеха и ИПНГ РАН предлагают в качестве альтернативного метода хранения нефти подводный резервуар, расположенный на морском дне. Для предотвращения контакта нефти с водой и уменьшения толщины нежелательного слоя эмульсии используются мембраны. Они устанавливаются внутри оболочки хранилища, обеспечивая надежную изоляцию и защиту от коррозии. Применение гибких мембран позволяет снизить толщину стенки и габаритные размеры, а также уменьшить массу конструкции.
Вес шести подводных резервуаров с гибкой мембраной суммарным объемом 120 000 м3 в 5,18 раза меньше, чем у традиционной конструкции. Предпочтительными объемами будут обладать подводные хранилища вместимостью от 10 000 до 20 000 м3. Текущие результаты анализа демонстрируют зависимость массогабаритных показателей от включения гибких мембран в конструкцию нефтехранилищ.
Сверхчувствительный чип
Ученые Саратовского государственного технического университета совместно с коллегами из Сербии создали высокочувствительный чип для обнаружения и анализа очень разреженных концентраций газов в атмосфере. Чип создан на основе лазерно-модифицированного оксида олова и представляет собой маленькое устройство размером 9 на 10 мм. Чип способен обнаружить одну молекулу газа на 10 млн частиц воздуха, превосходя порог обнаружения человеческого организма и приближаясь к чувствительности обонятельной системы животных. Улучшенные характеристики обеспечиваются применением метода лазерной обработки на различных плотностях излучения. Использование 38 различных сенсоров в этом устройстве позволяет точнее различать разные газы, что делает его более чувствительным по сравнению с аналогами. Чип найдет применение на предприятиях, в городах, системах отопления и других стационарных объектах, требующих непрерывного контроля за содержанием вредных веществ в атмосфере или других газообразных средах.
Инновации в очистке трубопроводов
Ученые Пермского Политеха усовершенствовали конструкцию устройства гидроструйной очистки, которая повысит эффективность технологических работ и продлит срок службы трубопровода. Ученые повысили устойчивость и надежность рабочего механизма благодаря несущей конструкции, которая соединяет две поверхности силой нажатия или прижатия. Гидроструйную установку оснастили системой амортизации, она регулирует прижим и перемещение корпуса. Для улучшения работы в труднодоступных участках канал для подачи жидкости с определенной скоростью – сопло – снабжен системой визуально-лазерного контроля. Устройство использует видеокамеру и лазер для сканирования внутренней поверхности. Такая технология помогает провести точную диагностику состояния трубы на наличие потери геометрической формы и проанализировать степень отложений. Конструкция устройства содержит направляющие ноги и колеса, они обеспечивают большую маневренность, а шланг подачи промывочной жидкости оснащен скользящей обмоткой спирального типа, которая защищает механизм от быстрого износа и повреждений.
ПО для моделирования процессов в криогенном оборудовании
Ученые НИУ «МЭИ» разработали программное обеспечение для моделирования физических процессов в криогенном оборудовании. Правильное описание высокоинтенсивных процессов тепломассопереноса в двухфазных системах необходимо при создании новейших теплообменников для микро- и наноэлектроники, где требуется использовать испарение как один из эффективных способов отвода тепла. Основная цель расчетного анализа – определить скорость испарения и оценить возможность образования капель в объеме пара. Разработанное ПО позволяет определить по заданным значениям давления и температуры пара вдали от поверхности, на которой происходит испарение, и температуры этой поверхности интенсивность испарения и необходимость учета объемной конденсации образовавшегося пара. Метод не имеет ограничений по степени интенсивности процесса испарения. Разработанный программный комплекс включает два модуля. Первый позволяет проводить расчеты для различных веществ при заданных параметрах и условиях. Второй – визуализировать и обрабатывать изменения необходимых параметров.
Компьютерное зрение на основе кошачьего глаза
Ученые южнокорейского Института науки и технологий в городе Кванджу разработали систему компьютерного зрения, в основе которой лежит кошачье зрение. Ученые объяснили, что зрачки кошачьих глаз имеют уникальное устройство: они сужаются днем, защищаясь от бликов, и расширяются ночью, благодаря чему животные могут видеть в темноте. Специалисты «скопировали» эти способности глаз кошек и перенесли их на систему компьютерного зрения для роботов. Как правило, роботизированным камерам сложно найти объекты на оживленном или замаскированном фоне, особенно в условиях меняющегося освещения. Новая конструкция камеры позволяет фокусироваться на важных деталях и размывать второстепенные объекты. Разработка включает щелевидную апертуру, которая, как и вертикальный зрачок кошки, помогает фильтровать ненужный свет и фокусироваться на ключевых объектах. Кроме того, на оборудование нанесено специальное напыление, благодаря которому нивелируются блики и улучшается способность видеть в темноте.
