НАУКОВА ДІЯЛЬНІСТЬ

Основні наукові напрямки: 

  1. Розробка теорій розповсюдження полум’я в гетерогенних дисперсних системах та їх експериментальне підтвердження. / д.ф.-м.н. Шевчук В.Г., к.ф.-м.н. Сидоров О.Є.

Результати використовуються для розуміння фізики цих процесів, а також при створенні нових видів боєприпасів, в метеорології - для активної дії на хмари та туману, при розробці ДЕСТів з пожеже- та вибухобезпечності робіт з порошковидними матеріалами, в тому числі з порошками вугілля, їх сумішшю з метаном, а також органічними пилами; при створенні пороху та сумішей для утворення диму. 

  1. Фізика горіння іонізованих газодисперсних систем /д.ф.-м.н. Полєтаєв М.І, к.ф.-м.н. Сидоров О.Є./

Досліджується вплив термічної або газорозрядної іонізації полум’я диспергованого в окиснювачі твердого або рідкого палива на інтенсифікацію процесів горіння, стабілізацію полум’я, процеси утворення конденсованих продуктів згоряння. На базі ІГНТ ОНУ та кафедри вивчаються, енергетичні, екологічні та технологічні аспекти горіння органічного та неорганічного палива з метою розвитку теорії та практики спалювання диспергованого палива в умовах комплексної плазми (Plasma Assisted Ignition and Combustion). 

  1. Газодисперсний синтез нанопорошків оксидів металів/д.ф.-м.н. Полєтаєв М.І., н.с. Хлебникова /

Розвиваються наукові та технологічні засади запропонованого в ІГНТ ОНУ методу отримання хімічно чистих (>99.7 %) гранулометрично вузьких, сферичної форми, добре дезагрегованихнанопорошків (середній розмір часток в діапазоні 20-100 нм) оксидів алюмінію, цирконію, титану, цинку, заліза та ін. В основі методу (названого методом газодисперсного синтезу – ГДС) лежить спалювання в спеціально організованих двохфазних пламенахгазозависів часток відповідних металів (чистих металів, механічних сумішей або сплавів різних металів). Цільовий продукт утворюється в результаті конденсації газофазних продуктів горіння металів в окислюючому середовищі. 

  1. Розробка наукових та технічних аспектів використання пилового полум’я металів , як альтернативних без вуглецевих пальних. /д.ф.-м.н. Полєтаєв М.І. /

У всьому світі спостерігається «ренесанс» інтересу до горіння металів, як можливого альтернативного без вуглецевого палива в сучасній енергетиці. Науковці ІГНТ ОНУ та кафедри мають великий досвід та науковий доробок у вивчені пилових пламен металів. Досліджуються можливості ефективного управління процесами горіння металевого пилудля оптимізації температурного режиму горіння металів та виявлення дисперсних характеристик конденсованих оксидів металів для їх ефективного збирання та відновлення до металу. 

  1. Розробка теорій займання, горіння та загасання різних дисперсних систем вугілля та їх експериментальна перевірка/ д.ф.-м.н. Шевчук В.Г., д.ф.-м.н. Калінчак В.В., к.ф.-м.н. Сидоров О.Є., к.ф.-м.н. Черненко О.С.

Результати використані на Одеській ТЕЦ (1990 р.) для оптимізації робочих процесів парових котлів та склали частину проекту CRDF (2002-2004, США-Росія-Україна) з займання та горіння гібридних систем (вугілля-метан) при добуванні вугілля. Проводиться плідна співпраця по впровадженню результатів в виробництво чавуну на металургійних комбінатах ММК імені Ілліча та Азовсталь. 

  1. Дослідження ефективних режимів тепломасообміну при згоранні твердих натуральних і рідких палив та металів в дисперсному вигляді /д.ф.-м.н. Калінчак В.В., к.ф.-м.н. Орловська С.Г., к.ф.-м.н. Черненко О.С.

Досліджується вплив різних механізмів тепломасообміну, хімічних реакцій та фізико-хімічних чинників на характеристики займання, запалювання, горіння та самовільного погасання натуральних твердих (вугілля) та рідких палив. Вивчається поведінка горіння вугільного факелу в умовах фурменого вогнища доменної печі та при факельному торкретування кисневого конвертера з метою забезпечення оптимальних умов згорання вугільного пилу і необхідного складу продуктів згорання. 

  1. Фізика розчинів та рідин, фізика рідких кристалів, газові та двофазні потоки, фізика дисперсних систем, зокрема нанофлюідів /д.ф.-м.н., професор Гоцульський В. Я.

Досліджуються:

  • Розподілення концентрацій в розчинах та профілів поверхонь методом фазово-модульованої спекл-інтерферометрії.
  • Флуктуації в навколо специфічних точок бінарних розчинів.

Методи – інтегральне світлорозсіяння, лазерна кореляційна спектроскопія, лазерна анемометрія, фазово-модульована спекл-інтерферометрія. 

  1. Дослідження фізико-хімічних закономірностей процесів спалахування та горіння відновлюваних рідких пальних, а також їх сумішей з мінеральними моторними паливами /к.ф.-м.н., Копійка О.К., к.ф.-м.н. Дараков Д.С.

Результати використовуються для оптимізації процесів згоряння рідких біопалив в двигунах внутрішнього згоряння (ДВЗ), при розробці рекомендацій щодо оптимального складу паливних сумішей і величин параметрів, що керують процесом їх горіння, для забезпечення кращих енергетичних та екологічних показників роботи ДВЗ. Робота виконується у співробітництві з вченими Каунаського технологічного університету (Литва). 

  1. Визначення ефективних режимів тепломасообміну при горіння парафінового палива / д.ф.-м.н. Калінчак В.В., к.ф.-м.н. Орловська С.Г.
  1. Актуальні питання дослідження фізичних властивостей аерозолів. Екологія і лазерні лічильники аерозолів та біочастинок / д.ф.-м.н. Контуш С.М., к.ф.-м.н. Черненко О.С., д.ф.-м.н. Калінчак В.В.
  1. Колективні процеси в плазмі з конденсованою дисперсною фазою / к.ф.-м.н. Маренков В.І.

 

 Наукові підрозділи кафедри:

  • Наукова дослідна лабораторія «Високотемпературні процеси в дисперсних системах» / зав. лабораторією к.ф.-м.н. Орловська С.Г.
  • Інститут горіння і нетрадиційних технологій / директор інституту д.ф.-м.н. Полетаєв М.І.
  • Лабораторія дослідження конденсованого стану / зав. лабораторією д.ф.-м.н. Гоцульський В.Я.

 Наукові держбюджетні теми (2012-2019 рр.):

  1. «Дослідження ефективних режимів високотемпературного тепломасообміну при згоранні твердих натуральних і рідких палив та металів в дисперсному стані» (2012-2013 рр.).
  2. «Визначення ефективних режимів тепломасообміну при горінні парафінового палива» (2013-2014 рр.).
  3. «Дослідження теплофізики та газодинаміки горіння палив в дисперсному вигляді в енергетичних установках» (2015-2017 рр.).
  4. Кафедральна тема «Дослідження теплофізичних та плазмових явищ при хімічних і фазових перетвореннях в дисперсних системах» (2015 - 2019 рр.).
  5. Дослідження процесів горіння пилу (20   - 20 рр.)
  6. Оптимізація процесів спалахування та горіння відновлювальних рідких пальних, а також їх сумішей з мінеральними моторними паливами (20   - 20 рр.)
  7. Дослідження структурування нанофлюідів на основі лазерної кореляційної спектроскопії та спектроскопії діелектричної проникненності – підтема комплексної теми «Структурні, термодинамічні і кінетичні властивості нанофлюідів – нової генерації інтелектуальних робочих середовищ» – (20   - 20     рр.)
  8. "Енерговиділення, енергоперетворення та електрофізика пилового факелу металів", (2012-2014, №держреєстрації: 0112U001746, джерело фінансування - МОН України).
  9. «Вплив іонізації двохфазного середовища на енергетичні та технологічні аспекти горіння дисперсних систем», (2015-2017, №держреєстрації: 0115U003210, джерело фінансування - МОН України).
  10. «Вивчення фізико-хімічних процесів горіння та утворення конденсованих продуктів згоряння в іонізованих газодисперсних системах».(2016-2018, № 0116U001495, джерело фінансування - МОН України

Основні статті за останні роки:

  1. Dragan, V. Kutarov, M. Poletaiev, K. Kolesnykov and M. Khlebnikova The Methanol Adsorption in Microporous Alumina Agglomerates // Colloids Interfaces. – 2019. – Vol. 3 – P. 22.
  2. Калинчак В. В., Черненко А. С., Корчагина М. Н. Модифицированная константа горения пористых угольных частиц // Инженерно-физический журнал. – 2019. – Т.92, №1. – 249-257.
  3. V.Berezovskaya, O.V.Khomenko, N.I.Poletaev, M.E.Khlebnikova, I.V.Stoyanova, N.P.Efryushina, V.P.Dotsenko Oxidation states and microstructure of manganese impurity centers in nanosized Al2O3 obtained by combustion method // Funct. Mater. – 2018. – Vol. 25 (3). – P. 490-495
  4. Калінчак В.В., Черненко О.С., Шевченко Т.Г., Козловцєв С.В., Дорота Каліш, Куземко Р.Д., Сінельніков В.О. Модель горіння вугілля і розігріву вогнетривких частинок в технології факельного торкретування футерівки конвертера // Теорія і практика металургії. – 2018. – № 1-2. –С. 27-34.
  5. Калінчак В.В., Черненко О.С., Софронков О.Н., Федоренко А.В. Вплив термодифузії на границі гістерезису каталітичного горіння домішок водню на платиновому дротику // Фізика і хімія твердого тіла. – 2017. – Т.18, № 1. – С. 52-57.
  6. Орловська С.Г., Карімова Ф.Ф., Шкоропадо М.С.,.Бондаренко А.А. Дослідження впливу електричного поля на плавлення октадекану//Хімія і фізика твердого тіла . – 2016. – Том 17, № 2. – С. 256-261.
  7. Zolotko N., Poletaev N. I.,  Vovchuk Ya. I. Gas-disperse synthesis of metal oxide particles // Combustion, Explosion, and Shock Waves. — 2015. —V. 51, N.2. —P. 252-268. .
  8. Poletaev I. Formation of condensed combustion products in metal dust flames: Coagulation stage// Combustion, Explosion, and Shock Waves. — 2015. —V. 51, N.4.— P. 444-456.
  9. Poletaev N. I. Formation of condensed combustion products in metal dust flames: Nucleation stage// Combustion, Explosion, and Shock Waves, — 2015. —V 51, N. 3. —P. 299-312.
  10. Шкоропадо М.С. Орловская С.Г. Шевченко Ю.А. Изучение кинетики и механизма роста кристаллических структур на поверхности вольфрамовых проводников при нормальных условиях // Порошковая металлургия. – 2015. – №11-12.
  11. Орловська С.Г. Дослідження закономірностей горіння газозависів вуглецевих частинок // Фізика і хімія твердого тіла. – 2015. –Т. 16, № 1.– С. 210-216.
  12. Kalinchak V., Chernenko A.S., Zinchenko Yu., Kuzemko R. // Combustion and spontaneous extinction of pulverized coal particles // Metallurgical and Mining Industry. – 2015. – № 10. – P. 238-244.
  13. Черненко А.С.,Контуш С.М., Зинченко Ю.А., Калинчак В.В., Калугин В.В. Определение гранулометрического состава порошков пылеугольного топлива автоматизированной системой // Приборы и методы измерений. – 2015. – № 1. – С. 87-93.
  14. Kalugin V.V., Kalinchak V.V and Chernenko A.S. High-temperature ammonia oxidation over a platinum catalyst under conditions of the parallel formation of nitrogen-containing products // Kinetics and Catalysis. – 2015. – Vol. 56, №.3. – pp. 335–342.
  15. Kalinchak V.V., Chernenko A.S. and Kalugin V.V. Effect of the Concentration of a Combustible Gas on the Limiting Critical Conditions of Its Catalytic Oxidation // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. – 2015. – Vol. 88, Iccue – рр. 737-742.
  16. Poletaev N. I., Zolotko A. N., Doroshenko Yu. A., Khlebnikova M. E. Smoke Plasma in dust flame // Ukrainian Journal of Physics. — 2014. —V.59, No.4. — P.379-384.
  17. Marenkov V.I. Radiation Emission by Nanoparticles in Heterogeneous Plasma with a Condensed Dispersed Phase// Ukrainian Journal of Physics. – 2014, Vol.59, No.3, P.257–267.
  18. Kalinchak V.V , Chernenko A.S. and Kalugin V.V. Critical condition limits for the high temperature oxidation of gases on a catalyst particle // Kinetics and Catalysis. – 2014. – Vol. 55, No. 3. – pp. 269–277.
  19. Черненко А.С., Зинченко А.С., Калинчак В.В., Косолап Н.В. Определение дисперсного состава и формы частиц пыли методом цифровой микроскопии // Физика аэродисперсных систем. – 2014. – № 51. – С. 109-117.
  20. Орловская С.Г., Калинчак В.В., Зуй О.Н. Влияние внутреннего реагирования на характеристики высокотемпературного тепломассообмена газовзвесей углеродных частиц// Теплофизика высоких температур. – – Т.52, №5. – С.746-753.
  21. Orlovskaya S.G., Zuy O.N., Karimova F.F. Carbon particles mass concentration effect on dusts ignition and burning parameters // Cleaner Combustion and Sustainable World. – 2013. – pp. 1083-1086.
  22. Калинчак В.В., Зинченко Ю.А., Черненко А.С., Волошин В.С., Куземко Р.Д. Высокотемпературный массообмен и кинетика химических реакций углеродных частиц с газами // Металл и литье Украины. – 2013. – № 11. – С. 14-25.
  23. Калинчак В.В., Черненко А.С. Горение и самопроизвольное погасание пористых углеродных частиц в азотно-кислородных смесях комнатной температуры // Физика горения и взрыва. – 2013. – Т. 49, №2. – С. 80-88.
  24. Dotsenko V.H. Synthesis and luminescent of Ce3+garnet / H. Dotsenko, I. V. Berezovskaya, E. V. Zubar, N. P. Efryushina, N.I. Poletaev, Yu.A. Doroshenko, G.B. Stryganyuk, A.S. Voloshinovskii // Journal of Alloys and Compaunds. – 2013. – V. 550. – P. 159-163.
  25. Poletaev I., Doroshenko Yu. A. Effect of addition of potassium carbonate to aluminum powder on the grain size of Al2O3 nanoparticles formed in the laminar dusty flame// Combustion, Explosion, and Shock Waves. – 2013. – V. 49, №. 1. – Р. 26-37.
  26. Berezovskaya I. V. Luminescence Properties of Ce3+Phosphor prepared with use of nanostructured reagents /I .Zadneprovski, N.I. Poletaev, Yu.A. Doroshenko, N. P. Efryushina, E. V. Zubar, V.H. Dotsenko // Journal of Nano- and Electronic Physics. – 2013. – Vol.5, № 1. – Р. 011007.
  27. Сидоров А.Е., Шевчук В.Г., Кондратьев Е.Н. Кондуктивно-радиационная модель ламинарного пламени в пылях // Физика горения и взрыва. – – Т.49, №3. – C.3-10.
  28. Опарин А.С., Шевчук В.Г. Экстремальные характеристики теплового взрыва газовзвесей // Горение и плазмохимия. – – Т.10, №2. – С.3-10.
  29. Копейка А.К., Дараков Д.С., Золотко Н., Павлюк П.O. О пределе воспламенения капель смесевых биотоплив в окислительной среде. // Горение и плазмохимия. – 2013. – Т.11, №2. – С. 3 – 7.
  30. Гоцульский В.Я., Маломуж Н.П., Чечко В.Е. Особенности температурных и концентрационных зависимостей контракции водных растворов этанола // Журнал физической химии. – 2013 .– Т. 87, № 10. – С. 1660–1667.
  31. Chechko V.E., Gotsulsky V.Ya., Malomuzh M.P. Peculiar points in the phase diagram of the water-alcohol solutions // Condensed Matter Physics. – 2013. – Vol. 16, № 2. / DOI: 10.5488/CMP.16.23006.

Патенти:

  1. Патент на винахід, №78652 Золотко А. Н., Назаренко О. А., Назаренко А. Ф, Полєтаєв М. І. Спосіб нанесення покриття. Від 10.04.2007, Бюл.№4.
  2. Патент на винахід. Калінчак В.В., Селиванов С.Є.,Кулик М.І. “Пристрій для визначення швидкості вигорання рідини”. Від 11.02.2008.
  3. Патент на корисну модель Карімова Ф.Ф., Орловська С.Г. „Спосіб визначення локальної яскравистої температури в окремих точках нагрітого тіла та розподілу яскравистої температури по поверхні нагрітого тіла”. Від 12.10. 2009.
  4. Патент на корисну модель Орловська С.Г., Карімова Ф.Ф., Шкоропадо М.С. „Спосіб безпосереднього визначення дійсної температури в окремих точках на поверхні нагрітого тіла”. Від 26.07.2010.
  5. Патент на корисну модель №75162. Карімова Ф.Ф., Орловська С.Г., Шкоропадо М.С. Спосіб визначення локального значення коефіцієнта монохроматичної випромінювальної здатності в різних точках поверхні тіла, розжареного до світіння. Від 26.11.2012.
  6. Патент на корисну модель № 73746. Доценко В. П., Березовська І.В., Полєтаєв М. І, Дорошенко Ю. А., Вовчук Я. І,, Зубар О. В. «Спосіб отримання люмінофору на основі тербій-ітрій алюмінієвого гранату, активованого іонами церію» Від 27.08.2012
  7. Патент на винахід № 102326. Доценко В. П., Березовська І.В., Полєтаєв М. І, Дорошенко Ю. А., Вовчук Я. І., Зубар О. В. «Спосіб отримання люмінофору на основі тербій-ітрій алюмінієвого гранату, активованого іонами церію». Від 25.06.2013
  8. Патент на корисну модель № 92111. Калінчак В.В., Орловська С.Г., Карімова Ф.Ф. Спосіб визначення часу затримки займання та часу горіння зразка твердого палива. Від 25.07.2014..
  9. Патент на корисну модель №104816. Карімова Ф.Ф., Орловська С.Г. Спосіб визначення еквівалентного діаметра краплі палива в процесі випаровування і горіння.
  10. Патент на корисну модель №106365 Полєтаєв М.І., Хлебникова М.Є., Земляний А.Д., Ханчич К.Ю. Спосіб синтезу наночастинок оксиду цинку методами горіння. Від 25.04.2016, бюл. № 8/2016 .
  11. Патент на корисну модель №106366 Полєтаєв М.І., Хлебникова М.Є. Спосіб отримання наночастинок оксидів металів заданого розміру в пиловому полум‘ї металів. Від 25.04.2016, бюл. № 8/2016.
  12. Патент України №114963. Полєтаєв М. І. Хлебникова М. Є. Спосіб регулювання розмірів нанооксидів металів, отримуваних методом газодисперсного синтезу. Від 08.2017, бюл. № 16.
  13. Патент України № 116134. Полєтаєв М. І. Хлебникова М. Є., Земляний А. Д., Ханчич К. Ю. Енергозберігаючий спосіб отримання наночастинок оксиду цинку різної морфології. Від 02.2018, бюл. № 3

Наукові видання:

Кафедра щорічно видає збірку наукових праць «Фізика аеродисперсних систем» з 1967 року. Сайт редакції: www. fas.onu.edu.ua.

Наукові конференції організовані за участю кафедри:

  • «Дисперсні системи» міжнародна конференція країн СНД, Одеса. За останні роки проводилася в 2012(XXV), 2014 (XXVI), 2016(XXVII) і 2019(XXVIII) рр.
  • «Dusty plasmas in applications» international conference on The Physics of Dusty and Burning plasmas, Odessa. За останні роки: “DPA-2011”, “DPA-2013”, “DPA-2017”
  • Українська конференція з горіння, балістики та механіки зіткнень,
  • Міжнародна школа з горіння дисперсних систем (під егідою INTAS).

Нагороди, премії, почесні звання викладачів кафедри за останні роки:

  1. Проф Золотко А.Н., доц Поліщук Д.Д. нагороджені дипломами Міжнародної академії рейтингових технологій і соціології «Золота фортуна», медаллю «Трудова слава».
  2. Доц. Черненко О.С. – Стипендія Кабінету Міністрів України для молодих вчених (2016-17рр.)