Молодой ученый Московского Политеха разрабатывает новое оборудование для низкотемпературных технологий

Ассистент кафедры «Техника низких температур имени П.Л. Капицы» Факультета химической технологии и биотехнологии Московского Политеха Варвара Чернявская в течение нескольких последних лет занимается исследованиями по совершенствованию оборудования в области низкотемпературных технологий.

Низкотемпературное оборудование широко используется во многих отраслях промышленности, включая медицину, биотехнологию, химическую и пищевую отрасли. Оборудование разнообразно по своему принципу работы, конструктивным и режимным параметрам. Основным объектом исследования Варвары Чернявской — емкостные криоконцентраторы. Такое оборудование используется для разделения жидких гетерогенных систем путем процесса низкотемпературной кристаллизации.

Особенность процесса кристаллизации — изменение фазового состояния рабочего вещества (любого водного раствора) со временем эксплуатации оборудования. Моделирование такого процесса носит название задачи Стефана и характеризуется существенной геометрической и физической нелинейностью, что крайне затрудняет ее решение.

Задачи исследования Варвары Чернявской — разработка энергоэффективных емкостных криоконцентраторов и получение математических моделей процесса низкотемпературной кристаллизации, позволяющих с высокой точностью прогнозировать динамику изменения фазового состояния рабочего вещества в оборудовании.

Для решения поставленных задач Варвара Чернявская провела множество натурных экспериментов, создала и проанализировала компьютерные модели рабочего состояния емкостных криоконцентраторов разных конструкций, написала ряд математических моделей процесса низкотемпературной кристаллизации. На данный момент ею уже получены 3 патента на изобретения и 10 патентов на полезные модели на конструкции энергоэффективных криоконцентраторов.

Варвара — соавтор ряда публикаций в области изучения теплообменных и массообменных процессов, а также процесса фильтрации. В том числе она является автором 11 патентов на полезные модели на элементы насадок массообменного оборудования, 1 патента на изобретение и 10 патентов на полезные модели на устройства для фильтрации суспензий.

По итогам исследования Варвара Чернявская планирует защитить диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук по научной специальности «Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники».