Цель стартап-проекта

Целью стартап-проекта является исследование зависимости теплофизических характеристик (в первую очередь, теплопроводности) многокомпонентных композитных соединений в широком диапазоне температур и давлений и разработка программного комплекса для расчета температурно-барических зависимостей теплофизических свойств композитных материалов различной упорядоченности

Задачи реализации проекта

Исходя из поставленной цели стартап-проекта, планируются решить следующие задачи:

1. Проанализировать существующие экспериментальные данные по температурно-барической зависимости теплопроводности композитных материалов различной упорядоченности.
2. Создать базу экспериментальных данных по теплопроводности композитных материалов различной упорядоченности.
3. Исследовать зависимости теплофизических характеристик (в первую очередь, теплопроводности) многокомпонентных композитных соединений в широком диапазоне температур и давлений.
4. Разработать эмпирические модели, позволяющие достоверно прогнозировать теплофизические свойства композитного материла от состава и степени упорядочения (кристаллизации) входящих в него компонент.
5. На основе разработанных моделей создать пакет программ для расчета теплопроводности композитных материалов различной упорядоченности в зависимости от давления и температуры.

Ожидаемые результаты

Как известно, теплофизические свойства непрерывных твёрдых растворов весьма чувствительны к влиянию температуры и давлению. Процесс переноса тепла в непрерывных твёрдых растворах с кристаллической структурой носит волновой характер, описывается моделями Эйкина и Дебая и температурная зависимость носит обратно пропорциональный характер. В непрерывных твёрдых растворах с аморфной структурой процесс переноса тепла носит активационный характер (от атома к атому) и температурная зависимость теплофизических свойств прямо пропорциональный характер.

Процесс переноса тепла в непрерывных твёрдых растворах с частично окристаллизованной структурой носит сложный характер и изучен недостаточно. Под влиянием давления в непрерывных твёрдых растворах возникают внутренние напряжения сложного характера, которые приводят к уменьшению межатомного расстояния, амплитуды колебания атомов и значительному повышению его максимальной частоты, которая связана с характеристической температурой Дебая.

Имеющиеся в научной литературе экспериментальные данные по влиянию давления и температуры на теплофизические свойства твёрдых тел показывают, что обычно исследуется влияние температуры на теплопроводность при атмосферном давлении и отдельно влияние давлении на теплопроводность при комнатной температуре. Это не позволяет исследовать закономерности изменения тепловых свойств непрерывных твёрдых растворов при одновременном влиянии температуры и давления.

По ходу реализации проекта на основе экспериментальных данных по теплопроводности композитных материалов различной упорядоченности будут созданы базы экспериментальных данных, построены эмпирические модели для расчета теплопроводности и создан программный комплекс для расчета теплопроводности в зависимости от температуры и давления.

Прогноз на рынке

Ожидаемые результаты проекта могут быть востребованы в вопросах в первую очередь освоения недр, включая разработку нефтяных, газоконденсатных, газовых и геотермальных месторождений, строительства долгосрочных хранилищ радиоактивных отходов и углекислого газа, строительство туннелей, нефте- и газопроводов и т.д. Во всех перечисленных, и связанных с ними, приложениях важную роль начинает играть эффективная теплопроводность, как окружающих горных пород, так и строительных материалов в условиях высоких давлений и меняющейся с глубиной температуры. Рост рынка подобных строительств в последние годы диктует необходимость фундаментальных и инновационных исследований в очерченной области.

На страницу проекта