témavezető: Imre Attila
helyszín (magyar oldal): MTA EK, 1121 Budapest, Konkoly-Thege u. 29-33 helyszín rövidítés: EGR
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények: Az energiatermelésben és más ipari folyamatokban szereplő fluidumok többsége stabil állapotban létezik, illetve ezen stabil állapotok közti átmeneteket mutatja. Ilyenek pl. az erőművekben leginkább használt folyékony víz, gáz állapotú vízgőz, illetve a köztük levő átmenet (forrás/kondenzáció). Ezeknek az állapotoknak a tulajdonságai többé-kevésbé jól ismertek, ellentétben az ú.n. metastabil állapotokéval; ilyen pl. a túlhevített víz, illetve a túlhűtött vízgőz. Metastabil állapotokban az anyagok tulajdonságai jelentősen eltérnek a stabil állapotbeliektől, pl. a metastabil víz fajhője nagyságrendekkel nagyobb lehet, mint stabil párjáé, de pl. a sűrűsége is 20-30 százalékkal a stabil vízé alatt lehet. Ezek az állapotok termodinamikailag nagyon hasonlítanak a szuperkritikus állapotok ú.n. pszeudokritikus régiójában található állapotokhoz (ilyen állapotú pl. a geológiai tározókba jutó széndioxid is), így kutatásuk leginkább párhuzamosan lehetséges.
b.) A kutatás célja: Fluidumok (folyadékok, gázok) metastabil és szuper-kritikus fázisainak pontosabb leírása, különös tekintettel az energiatudományban fontos tulajdonságokra.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye: A tudományos előzmények áttekintése (0,5 év) energiatermelésben fontos szuperkritikus fluidumok (szén-dioxid, víz) termikus tulajdonságainak vizsgálata (1 év), metastabil – túlhevített folyadék és túlhűtött gőz – állapotú fluidumok tanulmányozása (víz, cseppfolyós tárolású gázok) (1 év), alkalmazások (1 év).
d.) A szükséges berendezések: A kutatás elméleti, ill. numerikus munkát igényel. Az ehhez szükséges szakirodalom, illetve programok rendelkezésre állnak.
e.) Várható tudományos eredmények: Az energiatermelésben fontos fluidumok (víz, szén-dioxid, cseppfolyós gázok, stb.) metastabnil és szuperkritikus állapotainak pontosabb leírása. Az eredményeket várhatóan 3-4 publikációban jelentetnénk meg.
f.) Irodalom:
1. Liquids Under Negative Pressure (Eds.: Attila R. Imre, Humphrey J. Maris and P.Rhodri Williams), NATO Science Series, Kluwer, Dordrecht, 2002
2. A.R. Imre, T. Kraska: Stability limits in binary fluids mixtures, J. Chem. Phys., 122(2005)064507
3. A. R. Imre: On the existence of negative pressure states, Physica Status Solidi b, 244(2007)893-899
4. A. R. Imre, U.K. Deiters, T. Kraska, I. Tiselj: The pseudocritical regions for supercritical water, Nuclear Engineering & Design, 252(2012)179-183
5. A.R. Imre et al.: Estimation of the Thermodynamic Limit of Overheating for Bulk Water from Interfacial Properties, International Journal of Thermophysics, 34(2013)2053–2064
6. Attila R. Imre, Sergio E. Quinones-Cisneros, Ulrich K. Deiters: Adiabatic processes in the liquid–vapor two-phase region - 1. Pure fluids, Industrial&Engineering Chemistry Research, 53(2014) 13529-13542
7. A. R. Imre, C. Ramboz, U.K. Deiters and T. Kraska :Anomalous fluid properties of carbon dioxide in the supercritical region – Application to geological CO2 storage and related hazards, Environmental Earth Sciences, 10.1007/s12665-014-3716-5 (2014)
Bejelentkezés
