Исследование теплофизических и эксплуатационных свойств теплоаккумулирующих материалов на основе парафинов

Рассмотрены проблемы использования парафинов — побочных продуктов утилизации нефтяного сырья Казахстана в качестве теплоаккумулирующего материала для огражданиющих конструкций зданий. Исследованы физико-химические свойства парафинов и их узкой фракции. На основе смешения товарных и жидких парафинов,   а также смешения н-алканов получены теплоаккумулирующие материалы с температурой плавления 25 ºС и изготовлены образцы для проведения испытаний. Изучены компонентный состав и физико-химические свойства разработанных теплоаккумулирующих материалов. Обоснована возможность получения теплоаккумулирующих материалов заданного свойства на основе жидких и твердых парафинов. Системно исследованы теплофизические свойства разработанных теплоаккумулирующих материалов. Выявлено, что стабильными теплофизическими характеристиками обладают материалы, полученные на основе смешения индивидуальных н-алканов. Показано, что сумма энтальпии плавление и фазового перехода в кристаллическом состоянии теплоаккумулирующих материалов на основе парафинов зависит: от ширины фракционного состава теплоаккумулирующих материалов и чистоты по содержанию Н-алканов; от фракционного состава; от содержания числа четных и нечетных Н-алканов и их соотношения. Исследована усадка разработанных теплоаккумулирующих материалов при кристаллизации и расширении при плавлении в зависимости от температуры. Получены зависимости усадки теплоаккумулирующих материалов от температуры и проанализированы их коэффициенты усадки от температуры.

Аймбетова И.О., Сулейменов У.С., Хадзарагова Е.А., Алкацев М.И. Исследование теплофизических и эксплуатационных свойств теплоаккумулирующих материалов на основе парафинов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 11-1. — С. 6–17. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-111-0-6-17.

Аймбетова Индира Оразгалиевна¹ — канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры, science@ayu.edu.kz;
Сулейменов Уланбатор Сейтказиевич¹, канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры;
Хадзарагова Елена Александровна², д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры;
Алкацев Михаил Иосифович², д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры;
¹ Международный Казахско-Турецкий университет имени Ходжи Ахмеда Ясави;
² Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный техноло- гический университет).

Аймбетова И.О., e-mail: science@ayu.edu.kz.

1. Егорова Е.В., Клюев Р.В., Босиков И.И., Цидаев Б.С. Оценка использования эффективных технологий для повышения устойчивого развития природно-техниче- ской системы нефтегазового комплекса // Устойчивое развитие горных территорий. — 2018. — № 3. — С. 392—403.

2. Юн Р.Б., Босиков И.А., Клюев Р.В., Дзеранов Б.В. Оценка перспектив нефтега- зоносности территорий Северного Кавказа и Казахстана с помощью структурно-геодинамических предпосылок // Устойчивое развитие горных территорий. — 2017. — № 2. — С. 172—178.

3. Клюев Р.В., Босиков И.И., Майер А.В. Комплексный анализ генетических осо- бенностей минерального вещества и технологических свойств полезных компонен- тов Джезказганского месторождения // Устойчивое развитие горных территорий. — 2019. — № 3. — С. 321—330.

4. Cheng F., Wen R., Huang Zh. Preparation and analysis of lightweight wall material with expanded graphite (EG)/paraffin composites for solar energy storage // Applied Thermal Engineering, 2017, vol. 120 pp. 107—114. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2017.03.129.

5. Serrano S., Barreneche C., FernandezA.I. Composite gypsum containing fatty-ester PCM to be used as constructive system: Thermophysical characterization of two shape- stabilized formulations // Energy and Buildings. 2015, vol. 86, pp. 190—193. DOI: 10.1016/j. enbuild.2014.10.015.

6. Cui Y., Xie, Jingchao; Liu, Jiaping; et al. A review on phase change material application in building // Advances In Mechanical Engineering, 2017, vol. 9 (6), pp. 22—45. DOI: 10,1177 / 1687814017700828.

7. Sharma A. Review on thermal energy storage with phase change materials and applications // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2009, vol. 13, pp. 318—345. DOI: 10.1016/j.rser.2007.10.005.

8. Переверзев А.Н., Калиниченко А.Ю., Овчаров С.Н. Исследование усадки тепло- аккумулирующих материалов, полученных смешением индивидуальных н-алканов и фракций жидких парафинов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказ- ский регион. Технические науки. Приложение № 2. — 2004. — С. 129—130.

9. Терешко А.Е., Голиков И.В., Индейкин Е.А., Краснобаева В.С. Фракциониро- вание парафиновых углеводородов // Химия и химическая технология. — 2006. — Т. 49 (3). — С. 69—71.

10. Eraky M.T., Zubov D.V., Krysanov K.S. Investigation of inverse kinematics software program of KUKA manipulator robot and creation of optimal trajectory control for quality evaluation within chemical production lines // International Journal of Engineering Research and Technology. 2018, vol. 11, № 12, pp. 2135—2158.

11. Аймбетова И.О., Сулейменов У.С., Камбаров М.А., Калшабекова Э.Н., Ристав- летов Р.А. Теплофизические свойства фазопереходных теплоаккумулирующих мате- риалов, применяемых в строительстве // Успехи современного естествознания. — 2018. — № 12. — С. 1—6.

12. Кобелев Н.С., Котенко Э.В., Умеренков Е.В. Решение задачи отвода теплоты от затвердевающего теплоаккумулирующего материала (ТАМа) // Известия Курского государственного технического университета. –2010. — № 1(30). –С. 77—80.

13. Левина Ю.С., Усачев С.М., Усачев А.М. Получение энергосберегающих строи- тельных материалов на основе традиционного сырья и теплоаккумулирующих доба- вок // Международный научно-исследовательский журнал. — 2018. — № 4 (46). — С. 124—126.

14. Babaev B.D. Principles of Heat Accumulation and Heat-Accumulating Materials in Use // High Temperature, 2014, vol. 52(5), pp. 736—751.

15. Снежкин Ю.Ф., Михайлик В.А., Коринчевская Т.В. Удельная теплоемкость и теплопроводность теплоаккумулирующих материалов на основе парафина, буроу- гольного и полиэтиленового восков // Problemele Energeticii Regionale. Termo Energetica. 2014, vol. 2(25), pp. 38—46.

16. Хатина Е.В. Динамическая теплоизоляция ограждающих конструкций зда- ний // Ползуновский Вестник. — 2011. — № 1. — С. 224—228.

17. Цидаев Б.С., Логачев А.В., Голик В.И. Повышение рентабельности добычи нефти путем диверсификации технологий // Устойчивое развитие горных террито- рий. — 2019. − Т. 11. −№ 1. − С. 98—104.

18. Гиясов А.А., Тускаева З.Р., Гиясова И.В. Использование особенностей сложного рельефа для устойчивого развития горных территорий // Устойчивое развитие горных территорий. — 2018. − Т. 10. −№ 4. − С. 558—565.

19. Голик В.И., Комащенко В.И., Страданченко С.Г., Масленников С.А. Повышение полноты использования недр путем глубокой утилизации отходов обогащения угля // Горный журнал. 2012. № 9. С. 91—95.

20. Голик В.И., Разоренов Ю.И., Каргинов К.Г. Основа устойчивого развития РСО- Алания — горнодобывающая отрасль // Устойчивое развитие горных территорий. 2017. Т. 9. № 2 (32). С. 163—171.

21. Голик В.И., Габараев О.З., Качурин Н.М., Стась Г.В. Влияние режима подго- товки вяжущей добавки при изготовлении бетонов // Устойчивое развитие горных тер- риторий. — 2019. − Т. 11. −№ 3. − С. 315—320.