Branduolinės inžinerijos problemų laboratorija (14)

Branduolinės inžinerijos problemų laboratorija

PAGRINDINĖS LABORATORIJOS MOKSLINĖS VEIKLOS KRYPTYS:


Verslui siūlomos paslaugos:


Plačiau apie vykdomą veiklą

Panaudoto branduolinio kuro tvarkymas

Panaudotas branduolinis kuras (PBK) – branduoliniame reaktoriuje susidaranti radioaktyvioji atlieka, kurios tvarkymo ir saugojimo klausimai sprendžiami pasauliniu mastu. Uždarius Ignalinos atominę elektrinę reikia pasirūpinti, kad jos reaktoriuose susidaręs PBK būtų sutvarkytas pagal visus saugos ir teisinius reikalavimus ir nekeltų pavojaus nei žmonių sveikatai, nei aplinkai. Laboratorijoje atliekamas kuro charakteristikų modeliavimas, dujų bei radionuklidų sklaidos, vertinant termo-hidro-mechaninius-cheminius procesus, modeliavimas geologinėse struktūrose, saugojimo ir šalinimo įrenginių saugos bei poveikio aplinkai tyrimai pagal naujausius norminės ir įstatyminės bazės reikalavimus. PBK tvarkymo ir saugojimo klausimai sprendžiami tarptautiniu mastu dalyvaujant IAEA iniciatyvose, taip pat semiantis gerosios patirties iš užsienio partnerių. Darbui naudojamos SCALE, MCNPX, MicroSkyshine, MicroShield, Visiplan, GOLDSIM, PETRASIM, AMBER, COMSOL kompiuterinės programos.

Modeliavimas Scale programa

Radioaktyviųjų atliekų tvarkymas

Ne mažesnis dėmesys skiriamas ir kitoms radioaktyviosioms atliekoms (RA), kurių didžioji dalis Lietuvoje susidarė taip pat Ignalinos atominėje elektrinėje, o nedidelis procentas susidaro ir mokslo, sveikatos priežiūros įstaigose ir pramonės įmonėse. RA gamintojas turi tvarkyti jas pagal LR Vyriausybės patvirtintus nutarimus ir taip, kad būtų užtikrinta darbuotojų, gyventojų ir aplinkos sauga. Laboratorijoje tam atliekami atliekų radionuklidų sklidimo iš atliekynų vertinimai, atliekų apdorojimo technologinės įrangos bei saugojimo ir šalinimo įrenginių saugos vertinimai, poveikio aplinkai tyrimai. Radionuklidų sklaida iš atliekynų ir kitos charakteristikos modeliuojamos naudojant GOLDSIM, PETRASIM, AMBER, GARDENIA, Visiplan, MicroSkyshine ir kitas kompiuterines programas.

Neutronų, fotonų ir elektronų (spinduliuotės) pernašos modeliavimas MCNP-MCNPX

Branduolinių objektų eksploatacijos nutraukimas

Branduolinio objekto eksploatacijos nutraukimas (kai numatytas eksploatavimo laikas eina į pabaigą, dėl saugumo rekomendacijų ir pan.) tai teisinių, organizacinių ir techninių priemonių įgyvendinimo procesas, kurio metu reikalingi atitinkami veiklos leidimai, licencijos, o svarbiausia – užtikrinama sauga. Šioje srityje laboratorijos mokslininkai planuoja atominių elektrinių eksploatacijos nutraukimą, išmontavimą bei išlaidas, taip pat analizuoja ir rengia teritorijos, statinių, sistemų ir įrangos radiologinius apibūdinimus bei atlieka atskirų objektų išmontavimo saugos bei poveikio aplinkai tyrimus. Darbui pasitelkiamos Visiplan, DECRAD, MicroSkyshine, MicroShield kompiuterines programos.

Apšvitos dozės modeliavimas MicroSkySchine ir MicroShield

Šiluminių procesų tyrimai

Šiluminių procesų tyrimai vykdomi įvairiuose branduolinės ir nebranduolinės energetikos įrenginių komponentuose. Laboratorijos mokslininkai vykdo eksperimentinius šilumos ir pernašos procesų tyrimus bei skaitinį modeliavimą su ANCYS CFD, Comsol kompiuterinėmis programomis įvairių tipų ir konstrukcijų kanaluose. Atliekant tokius tyrimus galima įvertinti įvairių energetinių sistemų ar šilumokaičių patikimumą. Tiriama priverstinė ir mišri konvekcija, turbulentinis ir pereinamasis tekėjimo režimai, vienfazis ir dvifazis srautai, kanalo geometrijos, kintamų fizikinių savybių, šiurkštumo, išcentrinių jėgų ir kt. faktorių įtaka.

Modeliavimas Ansys Fluent ir Ansys CFD programomis

Biokuro deginimas

Deginant biokurą, į aplinką pašalinama daug nepanaudotos šilumos bei su dūmais išnešama nemažai teršalų dėl techniškai pasenusios ar neefektyvios įrangos. Laboratorijoje atliekami moksliniai tyrimai, kuriais siekiama efektyvinti energijos generavimą biokuro katilinėse, optimizuojant dūmų išvalymo (naudojant elektrostatinius filtrus) ir šilumos iš jų atgavimo technologijas. Bendradarbiaujant su KTU ir tarptautiniais partneriais, vykdomi šilumos ir masės pernašos procesų tyrimai biokuru kūrenamų objektų įrenginiuose.

Eksperimentinis ruožas

Gaisro saugos atominėse elektrinėse ir kituose svarbiuose objektuose įvertinimas

Gaisro analizė yra svarbi atliekant visos atominės elektrinės ar jos atskirų sistemų saugos vertinimą tiek eksploatavimo metu, tiek ir nutraukiant eksploataciją. Vertinamas patalpų, kuriose yra degių medžiagų, gaisro pavojus ir konstrukcijų atsparumas gaisrui. Taip pat gali būti atliekamas gaisro židinyje esančio/galinčio patekti sudėtingos konstrukcijos įrenginio detalus terminės būklės vertinimas gaisro metu ir jam pasibaigus.

Gaisro modeliavimas „PyroSim“ programa


Kas dirba mūsų laboratorijoje?

Laboratorijoje dirba KTU, VDU, VU, VGTU absolventai, studijavę įvairias specialybes: termoinžineriją, fiziką, taikomąją fiziką, pramonės šiluminę energetiką, biofiziką, informatiką, chemiją, matematiką, anglų kalbą ir technikos kalbos vertimą.

Visada ieškome gabių ir mokslą mylinčių naujų absolventų.


Užsakovai ir partneriai

Pagrindinis ir didžiausias Branduolinės inžinerijos problemų laboratorijos užsakovas – VĮ Ignalinos atominė elektrinė, taip pat sėkmingai teikiame paslaugas ir užsienio užsakovams, dirbame su užsienio šalių ir Lietuvos partneriais. Taip pat vykdome Lietuvos mokslo tarybos bei kitus konkursinius projektus.

logos of the Nuclear Engineering Laboratory partners

Branduolinių įrenginių saugos laboratorija (17)

Branduolinių įrenginių saugos laboratorija

PAGRINDINĖS LABORATORIJOS TYRIMŲ KRYPTYS:

Kartu su šalies ir užsienio subjektais laboratorijos darbuotojai vykdo įvairius darbus: biudžeto subsidijomis finansuotus mokslo tiriamuosius darbus; nacionalinės mokslo programos „Ateities energetika“ projektus; ilgalaikę institucinę mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros programą; ES 6-osios, 7-osios BP, ES Horizontas 2020 programos bei kitus tarptautinius projektus; o taip pat kitus projektus pagal Lietuvos ūkio subjektų užsakymus.
Laboratorijos darbuotojai dalyvauja įvairiuose branduolinės tematikos renginiuose, skaito pranešimus pagrindinėse tarptautinėse konferencijose, kuriose nagrinėjama saugi branduolinių jėgainių eksploatacija, eksploatacijos nutraukimo klausimai, termobranduolinės sintezės įrenginių sauga bei juose vykstantys fizikiniai reiškiniai. Mokslininkai aktyviai dalyvauja įvairiose tarptautinėse ir Lietuvoje organizuojamose mokymo programose, TATENA seminaruose, komitetų posėdžiuose ir koordinaciniuose susitikimuose, termobranduolinės sintezės energetikos (FUSION) plėtros komitetų ir kitų organizacijų bei mokslo junginių veikloje.

Padaliniai

Teikiamų MTEP paslaugų grupės pagal klasifikatorių

MTEP paslaugų aprašymas

Narystė organizacijose

Hidrologijos laboratorija (33)

Hidrologijos laboratorija

PAGRINDINĖS LABORATORIJOS TYRIMŲ KRYPTYS:


Tyrimų objektai ir uždaviniai

Svarbiausi laboratorijos tyrimų objektai – Lietuvos upės ir ežerai, Kuršių marios bei Baltijos jūra. Ekstremalūs gamtos reiškiniai – audros, potvyniai ir žmonių ūkinė veikla (energijos gamyba, laivyba, tvenkiniai) lemia šių vandens telkinių būklę. Todėl vandens telkinių būklės pokyčių vertinimas yra vienas svarbiausių tyrimų tikslų.

Naudojantis hidrografinių ir hidrometeorologinių duomenų bazėje sukaupta informacija ir taikant naujausius skaitmeninio modeliavimo metodus, laboratorijoje sprendžiami šie uždaviniai:

POVEIKIO APLINKAI VERTINIMO STUDIJOS

VANDENS TELKINIŲ SKAITMENINIS MODELIAVIMAS

KLIMATO KAITOS ĮTAKOS VANDENS TELKINIAMS VERTINIMAS

Energetikos kompleksinių tyrimų laboratorija (31)

Energetikos kompleksinių tyrimų laboratorija

PAGRINDINĖS LABORATORIJOS TYRIMŲ KRYPTYS:

  1. Ekonominis modeliavimas mikro ir makro lygmeniu, ekonominių ir socialinių problemų analizė ir sprendimas, įvairaus pobūdžio (mikrosimuliacinių, sąnaudų-produkcijos, bendrosios pusiausvyros) ekonominių modelių kūrimas ir taikymas;
  2. Įvairių sistemų, susijusių su ekonomikos dekarbonizacija ir klimato kaitos švelninimu, raidos ir funkcionavimo analizė ir matematinis modeliavimas, įskaitant įvairių sistemų (techninių, gamtinių ir socialinių) integracijos, atsinaujinančių energijos išteklių naudojimo ir poveikio supančiai aplinkai kompleksinius tyrimus. Vidutinės ir ilgalaikės trukmės raidos scenarijų formavimas ir analizė, politikos formavimas;
  3. Energijos sistemų ir jungiamųjų linijų optimalių gamybos, rezervavimo ir balansavimo pajėgumų paskirstymo analizė. Optimalių būdų, kaip subalansuoti energijos iš atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimą, paieška;
  4. Transporto dekarbonizavimo tyrimai. Elektromobilių išmaniojo įkrovimo bei alternatyvių degalų gamybos galimybių panaudojimo atsinaujinančius energijos išteklius naudojančių energijos gamybos šaltinių nepastovios generacijos balansavimo galimybių tyrimai;
  5. Pastatų atnaujinimo ir naujų energetiškai efektyvių pastatų ilgalaikės raidos sąsajų su energetikos sistemų vystymu tyrimai;
  6. Energetikos įtakos aplinkai vertinimas, teršalų mažinimo technologijų ir aplinkosaugos priemonių analizė bei jų poveikio vertinimas;
  7. Atsinaujinančių energijos išteklių integravimo ir energijos vartojimo efektyvumo didinimo priemonių analizė, poveikio vertinimas ir rekomendacijų rengimas;
  8. Klimato kaitos švelninimo bei vartotojų elgsenos pokyčių skatinimo namų ūkiuose tyrimai, gyventojų preferencijų šioje srityje vertinimas ir integravimas, taikant pasirengimo mokėti už klimato kaitos švelninimą vertinimo ir kitus metodus bei klimato kaitos švelninimo politikos nuostatų šioje srityje formavimas;
  9. Gerovės visuomenės kūrimui skirtų modernių vadybos ir rinkodaros sprendimų energetikoje paieška ir tyrimai.

Pagrindinė Energetikos kompleksinių tyrimų laboratorijos teikiama vertė yra mokslinių ir praktinių problemų sprendimas atliekant energetikos sektoriaus plėtros, skirtingų reguliavimo režimų, bei energetikos sektoriaus politikos poveikio aplinkai, modeliavimą ir vertinimą.

Laboratorija daugelį metų atlieka vieną svarbiausių vaidmenų rengiant Nacionalinės energetikos strategijos projektą. Laboratorijos tyrėjai taip pat rengia plėtros strategijas ir Lietuvos energetikos įmonėms.

Aukšta laboratorijos personalo kvalifikacija yra itin vertinama ir įrodyta daugelyje svarbių tarptautinio ir nacionalinio lygio projektų.

Energetikos kompleksinių tyrimų laboratorija buvo įkurta 1948 m. Beveik 70 metų mokslinė veikla rodo sugebėjimą nuolat teikti aukštos kokybės mokslinius rezultatus. Daugelis tyrimų rezultatų buvo sėkmingai pritaikyti praktikoje sprendžiant svarbias problemas tiek nacionaliniu, tiek tarptautiniu lygmeniu.


Išmaniųjų tinklų ir atsinaujinančios energetikos laboratorija (21)

Išmaniųjų tinklų ir atsinaujinančios energetikos laboratorija

PAGRINDINĖS LABORATORIJOS TYRIMŲ KRYPTYS:


LABORATORIJA SIŪLO ŠIAS TYRIMŲ, EKSPERTIZĖS IR INOVACIJŲ PASLAUGAS:


IŠMANIŲJŲ TINKLŲ IR ATSINAUJINANČIOS ENERGETIKOS LABORATORIJA ATLIEKA TYRIMUS ŠIOSE SRITYSE:


Elektros energetikos sistemos (EES) yra vienos sudėtingiausių techninių ir organizacinių sistemų, apimančios generatorius, elektros tinklus ir vartotojus bei dirbančios tarpusavyje sinchroniškai, t. y. bendru režimu ir vienodu srovės dažniu didelėse teritorijose. EES darbo režimai, apibūdinami energijos, srovių, galių, įtampų, dažnio, fazinių kampų ir kitais parametrais, pasižymi nuolatine kaita. Režimus reikia tinkamai valdyti, kad jie neviršytų leistinų parametrų ribų, ir tai yra EES operatoriaus pagrindinis uždavinys. Valdymas yra gana sudėtingas uždavinys net normalių režimų atveju, o neretai sistemose susidaro „įtempti“ režimai, kartais – avariniai ir poavariniai, kuriuos valdyti būna daug sunkiau. Nesuvaldyti režimai gali baigtis stabilumo praradimu, įtampų griūtimi ir sistemos atskirų dalių ar visišku užgesimu. Valdyti sistemas ir tinklus bei saugoti juos nuo avarijų operatoriams padeda sisteminė ir priešavarinė automatika su relinėmis apsaugomis ir įvairiais skaitmeniniais valdikliais, taip pat parametrų duomenų perdavimo realiu laiku sistemos, jungiančios generatorius ir tinklų pastotes su dispečerinio valdymo centrais.
Operatoriai valdymo priemones (įrenginių perjungimų planus, automatikos nuostatus, dispečerinio valdymo signalus) rengia remdamiesi EES modeliavimu, t. y. jos režimų skaičiavimais. Tai veikla, kuriai reikia daug mokslo žinių ir metodų išmanymo kuriant skaičiavimo algoritmus, vertinimo metodikas ir analizės procedūras.

Šiuolaikinių EES raidoje ryškėja daug naujų pokyčių. Tarpsisteminė elektros prekyba plečiasi geografija ir apimtimi. Elektros energijos gamyba tampa švaresnė dėl didėjančios atsinaujinančiais ištekliais grindžiamos generacijos. Dėl šių veiksnių iškyla režimų nebalansų, tinklų perkrovų ir dinaminio nestabilumo rizika. Sumažinti riziką padės išmaniųjų tinklų technologijos. Tik jų infrastruktūroje efektyviai veiks bendra Europos elektros rinka. Į ją įsilies daug smulkiųjų generacijos šaltinių (pirmiausia saulės ir vėjo elektrinių). Tada tradicinis pasyvus skirstomasis tinklas (prijungtiems prie jo vartotojams persiunčiantis iš perdavimo tinklo gaunamą energiją) taps aktyviu – persiųs smulkiųjų šaltinių pagamintą energiją ir į perdavimo tinklą. Rinkoje atsiras daug aktyvių vartotojų, kurie lanksčiai keis savo vartojimą/apkrovą ir turės savo mikrogeneracijos šaltinius (pastarieji vartotojai vadinami ,,prozumeriais“ (angl. prosumers) arba gaminančiais vartotojais (angl. self-consuming producers). Tinkle atsiras smulkių energijos kaupiklių, pirmiausia elektros baterijų. Dėl to išmaniajam tinklui prireiks naujų paslaugų, kurias teiks nauji verslai, kurie sukurs naujas darbo vietas.

Kuriant išmanųjį tinklą, iškyla techninių, ekonominių ir organizacinių iššūkių:

Lietuvos energetikos instituto Išmaniųjų tinklų ir atsinaujinančios energetikos laboratorija siūlo ilgametę patirtį ieškant sprendimų šiems ir kitiems iššūkiams spręsti.

Vandenilio energetikos technologijų centras (18)

Vandenilio energetikos technologijų centras

Pagrindinės Centro tyrimų sritys


Teikiamos paslaugos

Analizė

Vandenilio energetikos technologijų centras skirtingais metodais atlieka išsamią tiriamų bandinių analizę.

Plonų dangų sintezė

Plazminis apdirbimas


Plačiau apie vykdomą veiklą

Medžiagų sintezė

LEI VETC mokslininkai turi sukaupę daug patirties dirbant su fizikinio nusodinimo technologijomis (magnetroninis nusodinimas, garinimas elekronų spinduliu, plazminis panardinimas ir kiti procesai, susiję su žematemperatūrės plazmos taikymu) skirtomis plonų dangų sintezei ir medžiagų paviršiaus modifikavimui.

Dalyvaudami tarptautiniuose ir nacionaliniuose projektuose mes kuriame įvairias medžiagas, skirtas energetikos sektoriui (ypač vandenilio energetikai) ir kitoms reikmėms (pvz.: vandenilio dujų atskyrimo mebranos, kuro elementų elektrodai).

Medžiagų sintezė

Plonų Mg-Ni hidrido dangų tyrimai

Plonų Mg2NiH4 dangų tyrimai parodė, kad šio hidrido dangų fizinės ir termodinaminės savybės skiriasi atitinkamai analizuojamų miltelių bandinių. Norint suprasti hidrido sintezės mechanizmą, buvo keičiamos paviršinės dangų savybės, kontroliuojant paviršiaus oksidaciją ar naudojant priemaišines medžiagas. Naujausi eksperimentiniai tyrimai parodė, kad padėklas, ant kurio formuojama danga ir skirtingos reakcijos zonos lemia tiek metalinių dangų kristališkumą, tiek jų reakciją su vandeniliu.

Buvo įrodyta, jog padėklo-dangos ribos savybės gali būti keičiamos naudojant kitos medžiagos padėklą arba apdorojant padėklą prieš dangų nusodinimo procesą (pvz.: padėklo paviršiaus apdorojimas plazmoje keičiant jos parametrus).

Plonų Mg-Ni hidrido dangų tyrimai

Vandenilio gavyba vykstant tiesioginei aktyvuoto aliuminio ir vandens reakcijai

Vandenilio energetikos technologijų centro mokslininkai sukūrė ir patentavo (WO2013151408) aliuminio/magnio (arba jų lydinių) aktyvavimo metodą žematemperatūrėje dujų plazmoje, siekiant užtikrinti efektyvią metalų ir vandens reakciją bei generuoti vandenilių, tinkamą protonų mainų membranos kuro elementams.
Sureagavus 1 g plazmoje aktyvuotų aliuminio miltelių su vandeniu išsiskiria apie 1200 ml vandenilio, kurį tiekiant protonų mainų membranos kuro elementui, generuojama apie 1 Wh elektros energijos. Be to, reakcijos pabaigoje gaunamas šalutinis reakcijos produktas, tinkamas naudoti antrinio švaraus produkto, turinčio tdidelių paviršiaus plotą (>200 m2/g), gama-Al2O3 sintezei, kuris gali būti naudojamas katalizatorių gamyboje.

plazmoje aktyvuoto aliuminio ir vandens reakcija

Funkcinės dangos, skirtos polimerams

VETC buvo sukurta oksido pagrindo plonų dangų nusodinimo technologija ant neišpūstų polistireno grūdelių ir polistireninio putplasčio paviršiaus. Specifinės dangos gali būti naudojamos kaip antibakteriniai ar priešgrybeliniai sluoksniai, liepsnai atsparūs sluoksniai ir kt.

Priešgrybelinių polistireno putplasčio dangų savybių tyrimai

Nano miltelių sintezė ir bandymai

Taikant magnetroninį nusodinimą, buvo sukurtas specialus metodas, leidžiantis formuoti oksidų arba metalo pagrindo nanokristalines daleles ant vandenyje tirpių padėklų. Ištirpinus padėklą ir atskyrus daleles iš vandens, gaunami nano-skristalinės prigimties milteliai.

Nanokristalinių dalelių analizė skenuojančiu elektroniniu mikroskopu


Centro tyrimų įranga

Sintezė

  • Magnetronų ir elektronų spindulio fizikinio nusodinimo sistemos (Kurt.J.Lesker PVD-75)
  • Rutulinio malimo sistema (Fritsch Pulverisette 6)

Analizė

  • Rentgeno spindulių fotoelektronų spektrometras (PHI 5000 VersaProbe);
  • Auger elektronų spektrometras (PHI 700Xi);
  • Rentgeno spindulių difraktrometras (Bruker D8);
  • Skenuojantis elektroninis mikroskopas (Hitachi S-3400N);
  • Rentgeno spindulių energijos dispersijos spektrometras (Bruker Quad 5040);
  • Automatizuotas Sievert tipo prietaisas (Hy-Energy PCTPro-2000);
  • Joninio / elektroninio laidumo (impendanso) tyrimas (NorECs Norwegian Electro Ceramics AS Probostat);
  • Rusenančio išlydžio optoemisinis spktrometras (SPECTRUMA GDA 750);
  • Azoto, deguonies ir vandenilio kiekio analizatorius (Horiba EMGA-830);
  • Dinaminis kietumo matuoklis (Shimadzu DUH-211S);
  • Atominių jėgų mikroskopas (Microtestmachines NT-206);
  • UV spindulių ir regimosios šviesos spektrofotometras (JASCO v-656);
  • Kita papildoma įranga.

Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorija (16)

Medžiagų tyrimų ir bandymų laboratorija

PAGRINDINĖS LABORATORIJOS TYRIMŲ KRYPTYS:


ENERGETINIŲ OBJEKTŲ ĮRENGINIŲ PATIKIMUMAS

Laboratorijoje atliekami tyrimai, skirti plienų ir specialių lydinių, taikomų energetinių įrenginių konstrukciniuose elementuose, senėjimo procesų dėsningumams pažinti, šių procesų valdymo bei ilgaamžiškumo klausimams spręsti. Taikant mechaninius bandymus, rentgeno spinduliuotės difrakcinę (XRD), sudėties elementinę analizes, optinę ir skenuojančią elektroninę mikroskopiją, tiriami eksploatuotų plienų bei spalvotų metalų lydinių savybių ir struktūros pokyčiai. Taikant eksperimentinius ir skaitinius metodus, prognozuojamas eksploatacinis patikimumas, atsižvelgiant į eksploatacijos metu veikiančius veiksnius bei medžiagų senėjimo procesus. Vykdant darbus, daug dėmesio skiriama fundamentiniams fizikinių ir cheminių reiškinių įtakos metalų struktūrai ir savybėms tyrimams.

MEDŽIAGŲ BANDYMAI, KOKYBĖS RODIKLIŲ ĮVERTINIMAS IR ANALIZĖ

Laboratorijos darbuotojai atlieka medžiagų bandymus ir jų kokybės rodiklių vertinimą. Bendradarbiaujant su ūkio subjektais, laboratorija vykdo tiriamuosius darbus bei konsultuoja gamybos produktų kokybės klausimais.

Laboratorija atlieka:

Laboratorijos darbuotojai nuolat analizuoja kliento poreikius ir plečia teikiamų paslaugų asortimentą. Patvirtinant aukštą kompetencijos lygį tiek plastikinių vamzdžių, tiek plastikų bei skiedinių bandymų srityje, sėkmingai dalyvauta tarptautiniuose palyginamuosiuose bandymuose Vokietijoje (Kunststoff-Institut Lüdenscheid and DRRR), Austrijoje (OFI Technologie & Innovations GmbH), Čekijoje (Institute of Building Testing) – gauti sertifikatai. Bendradarbiaujant su verslo atstovais įsisavintas elektra virinamų plastikinių jungčių dekohezijos bandymas.


Energetinių objektų įrenginių patikimumas: metalų senėjimo procesų ir savybių degradacijos dėl eksploatacijos veiksnių tyrimai

Laboratorijoje atliekami tyrimai, skirti plienų ir specialių lydinių, taikomų energetinių įrenginių konstrukciniuose elementuose, senėjimo procesų dėsningumams pažinti, šių procesų valdymo bei ilgaamžiškumo klausimams spręsti. Taikant mechaninius bandymus, rentgeno spinduliuotės difrakcinę (XRD), sudėties elementinę analizes, optinę ir skenuojančią elektroninę mikroskopiją, tiriami eksploatuotų plienų bei spalvotų metalų lydinių savybių ir struktūros pokyčiai. Taikant eksperimentinius ir skaitinius metodus, prognozuojamas eksploatacinis patikimumas, atsižvelgiant į eksploatacijos metu veikiančius veiksnius bei medžiagų senėjimo procesus. Vykdant darbus, daug dėmesio skiriama fundamentiniams fizikinių ir cheminių reiškinių įtakos metalų struktūrai ir savybėms tyrimams. Šioje tyrimų kryptyje laboratorijos darbuotojai dalyvavo ilgalaikėse mokslinių tyrimų ir eksperimentinės plėtros programose: „Branduoliniuose ir termobranduoliniuose įrenginiuose vykstančių saugai svarbių procesų moksliniai tyrimai“ (9 uždavinys) ir „Atominių elektrinių eksploatavimo nutraukimo ir radioaktyviųjų atliekų bei atidirbusio kuro tvarkymo procesų tyrimas ir radiacinio poveikio analizė“ (5 uždavinys). 2017-2021 m. vykdoma programa „Ateities energetikos technologijų kūrimas, jų saugos ir patikimumo tyrimai” (4 uždavinys) ir tęsiami tyrimai sprendžiant energetinės paskirties įrenginiuose naudojamų konstrukcinių medžiagų senėjimo procesus.

2016 m. baigtas Lietuvos mokslo tarybos finansuojamas projektas „Naujos kartos plieno ilgaamžiškumo įvertinimo modelis“. Šio darbo metu nustatyti aukštose temperatūrose martensitiniame feritiniame pliene vykstantys struktūrinių pokyčių dėsningumai ir ištirta jų įtaka plieno mechaninėms charakteristikoms bei irimo parametrams.

Taikant rentgeno spinduliuotės difrakcinės analizės (XRD), skenuojančios elektroninės mikroskopijos (SEM) ir energinės dispersijos rentgeno spektrometrijos (EDX) metodus ištirti plieno struktūros faziniai virsmai, vykstantys 600-700 °C temperatūrose, dėl cheminių elementų difuzijos plieno senėjimo metu, įvertinta karbidų evoliucija, elementinė sudėtis ir jų kristalinių gardelių parametrų kitimas. Atlikta pradinio ir sendinto aukštoje temperatūroje plieno M23C6 karbido gardelės struktūrinių parametrų analizė XRD ir Rietveld metodais rodo, kad minėti būdai yra perspektyvūs, norint įvertinti plieno struktūros degradacijos laipsnį, todėl gali būti rekomenduojami vietoj imlių darbui TEM ar kitų struktūros tyrimo metodų.

Naudojant Johnson–Mehl–Avrami kinetinę lygtį, sudarytas karbido kristalografinių parametrų kitimo aukštose temperatūrose kinetinis modelis, pagal kurį išvestas temperatūros-laiko analogijos priklausomumas plieno savybių pokyčiams prognozuoti. Nustatyta, kad prognozuojami duomenys gerai koreliuoja su termiškai sendintų bandinių tempimo, irimo tąsumo ir valkšnumo eksperimentiniais duomenimis. Gauti tyrimų rezultatai parodė, kad sukurtas metodas pakankamai gerai aprašo tirto plieno mechaninių savybių pokyčius vykstant terminiam senėjimui, ir gali būti aktualus įvertinant energetinių įrenginių senėjimo sukeltus pokyčius bei panaudotas prognozuojant jų darbo resursą.

1 pav. Dinaminė universali bandymų mašina
1 pav. Dinaminė universali bandymų mašina

 

IAEA Atom for Peace logo

Laboratorija toliau tęsė 1998 m. pradėtus tyrimus, susijusius su vandenilio ir hidridų degradaciniu poveikiu cirkonio lydiniams. 2016 m. baigtas Tarptautinės atominės energetikos agentūros (TATENA) koordinuojamas tyrimų projektas „Cirkonio lydinių vandenilio sukeliamos degradacijos sąlygų įvertinimas branduolinio kuro eksploatacijos ir ilgalaikio saugojimo metu“. Šio darbo metu sukurtos eksperimentines procedūros, siekiant įvertinti hidridinio pleišėjimo sąlygas cirkonio lydinio kuro apvalkaluose bei nustatyti įtempių koncentracijos koeficientų reikšmes ir temperatūros ribas, kuriose gali įvykti kuro apvalkalų suirimas. Taikant kontroliuojamą įvandenilinimą, iš cirkonio lydinio kuro apvalkalo pagaminti specialios konstrukcijos bandiniai, kuriuose keičiant įtempių lygį buvo tiriamas hidridinio pleišėjimo procesas užduotomis temperatūros sąlygomis. Darbas aktualus sprendžiant atominių elektrinių saugaus darbo užtikrinimo problemas bei įvertinant kuro apvalkalo atsparumą hidridinam pleišėjimui panaudoto branduolinio kuro ilgalaikio saugojimo metu.

2020 m. laboratorijos darbuotojai, kartu su 17 laboratorijos kolektyvu, tęsė EK finansuojamos programos „Horizontas 2020“ projektą „AE saugos didinimas užpildant duomenų spragas aplinkos įtakojamo nuovargio įvertinime“ (INCEFA-PLUS, INcreasing Safety in NPPs by Covering gaps in Environmental Fatigue Assessment). Projekto INCEFA-PLUS tikslas – gauti naujus eksperimentinius duomenis ir pateikti rekomendacijas įvertinant nuovarginį irimą atominių reaktorių eksploatacijos sąlygomis. Tiriama deformacijų ir įtempių režimo, jų išlaikymo trukmės bei paviršiaus šiurkštumo įtaka austenitinių plienų nuovargio patvarumui. Informacija apie galimus nuovarginio irimo mechanizmus gaunama atlikus bandinių mikrostruktūros bei fraktografinius tyrimus taikant optinę ir elektroninę mikroskopiją, XRD bei EDX analizes. Atsparumo nuovargiui tyrimai vykdomi naudojant servohidraulinę universalią dinaminių bandymų mašiną Instron (Modelis 8801, 100kN) taikant Wave Matrix bandymų programinę įrangą eksperimentinių programų sudarymui. Gauti tyrimų duomenys ekspertų aprobuoti ir įtraukti į MatDB duomenų bazę (JRC, Institute for Energy and Transport) suteikiant DOI indeksus. Tyrimais siekiama užpildyti esamas duomenų spragas: sudaryti nuovargio įvertinimo procedūras, kurios kiek įmanoma labiau atitiktų realias AE eksploatacijos sąlygas. Projekto metu kuriama modifikuota procedūra aplinkos įtakojamo nuovargio sukeltam irimui įvertinti, kuri sudarytų sąlygas geresnei branduolinių įrenginių komponentų priežiūrai, užtikrinant ilgalaikę saugią AE eksploataciją.

Daugiafunkcių medžiagų ir kompozitų kūrimas bei tyrimai

2016 m. baigtas biudžeto subsidijomis finansuojamas mokslinis darbas „Nanometrinio dydžio modifikuotų priedų įtakos kompozicinių medžiagų struktūrai tyrimai“. Darbas skirtas gamtinių ir sintetinių sluoksninių nanosilikatų struktūrai tirti ir modifikavimo metodikai optimizuoti, taip pat modifikuotų silikatų ir kompleksinių nanometrinio dydžio priedų įtakos cementinių kompozicinių medžiagų morfologijai nustatyti. Įvertintas cementinės kompozicijos su nanopriedu – organiškai modifikuotu sluoksniniu nanosilikatu – struktūros pokyčių priklausomumas nuo keleto veiksnių: nanosilikato paruošimo technologijos, jo bei naudojamo organinio modifikatoriaus koncentracijų. Taip pat ištirtas cementinių kompozicijų morfologijos pokyčių bei mechaninių ir sorbcinių savybių priklausomumas nuo papildomai įvedamo nanopriedo – nanometrinio dydžio silicio oksido dalelių koncentracijos. Gauti rezultatai parodė, kad kompleksinis nanometrinio dydžio priedų – modifikuoto silikato ir silicio oksido – panaudojimas cementinėje kompozicijoje leidžia sukurti mechaniškai stiprią ir ypač atsparią vandens įgėriui cementinę matricą, kuri gali būti naudojama kaip rišiklis, kuriant konstrukcines medžiagas, eksploatuojamas padidintos drėgmės sąlygomis.
Dalį portlandcemenčio pakeitus alternatyviomis ir aplinką tausojančiomis medžiagomis gauta kompozicinė medžiaga, kurios konstrukcinės savybės išlieka nepakitusios arba dar geresnės.

2 pav. Modifikuoto sluoksninio silikato struktūros modelis ir SEM nuotrauka
2 pav. Modifikuoto sluoksninio silikato struktūros modelis ir SEM nuotrauka

 

2020 m. laboratorijos mokslininkai kartu su kitų laboratorijų darbuotojais pradėjo vykdyti 2014–2020 metų Europos Sąjungos fondų investicijų veiksmų programos 1 prioriteto „Mokslinių tyrimų, eksperimentinės plėtros ir inovacijų skatinimas“ 01.2.2-CPVA-K-703 Priemonės „Kompetencijos centrų ir inovacijų ir technologijų perdavimo centrų veiklos skatinimas“ projektą „Kompetencijos centro MTEP veiklų vykdymas, sukuriant ir išbandant inovatyvų dujinių biodegalų gamybos prototipą“.
Projektas spręs tokias problemas kaip CO2 mažinimas (gautos biometano dujos naudojamos tvariu aplinkai būdu), atliekų perdirbimas ir valdymas (technologija leidžia diversifikuoti naudojamų žaliavų/atliekų rūšis), efektyvų energijos ir kuro gamybos iš biomasės/atliekų (tri-generacija: elektra, šiluma ir vertingas antrinis produktas – biometanas).
Laboratorijos mokslininkai sintetins naujo tipo katalizatorius, pasižyminčius porėtu didelio savitojo paviršiaus ploto heterostruktūros pagrindu, kurie bus naudojami CO2/CO metanacijai ir padidins biometano susidarymo proceso efektyvumą bei ekonomiškumą. Sukurti katalizatoriai bus charakterizuojami ištiriant jų paviršiaus morfologijos ir struktūros savybes naudojant SEM/EDX, XRD, N2 fizikinės sorbcijos-desorbcijos, terminės analizės ir kt. metodus.

3 pav. Pradinės sintezei naudojamos medžiagos ir susintetintos porėtos heterostruktūros N2 sorbcijos-desorbcijos izotermos ir SEM nuotraukos
3 pav. Pradinės sintezei naudojamos medžiagos ir susintetintos porėtos heterostruktūros N2 sorbcijos-desorbcijos izotermos ir SEM nuotraukos

Plastikų identifikavimas

Europos Komisija (EK) kelia tikslą iki 2025 m. mažinti su plastikų pramone susijusią taršą ir didinti plastiko atliekų perdirbimą ir antrinį panaudojimą ES šalyse narėse. Problema aktuali ir Lietuvoje, nes kol kas perdirbėjams trūksta tinkamai išrūšiuotų atliekų, o gamintojams –geros kokybės perdirbtos žaliavos. Plastikų atliekų rūšiavimo kokybė susijusi su tinkamu jų identifikavimu. 2016 m. laboratorijos darbuotojai, pritaikydami integruoto mokslo, studijų ir verslo centro „Santaka“ įrangą, patikslino plastikų nustatymo metodiką, kurią panaudojo polimerinėms atliekoms identifikuoti. Išrūšiuotos plastikų atliekos naudojamos kaip antrinė žaliava daugybei gaminių. Tai ne tik apsaugo gamtą, sutaupomi pirminiai gamtos ištekliai, bet ir leidžia taupyti.

4 pav. Plastikinių vamzdžių sujungimo sandarumo bandymas
4 pav. Plastikinių vamzdžių sujungimo sandarumo bandymas

Pagrindiniai laboratorijos taikomieji darbai

Laboratorijoje vykdomi taikomieji medžiagų tyrimų darbai pagal sutartis su įmonėmis ir organizacijomis:

    • UAB „Kauno arena“ – ištirti plieninių cinkuotų vamzdžių, naudotų karšto vandens vandentiekio sistemoje, pavyzdžiai. Atlikta korozijos priežasčių analizė, nustatyti ją sukeliantys faktoriai ir pateiktos rekomendacijos.
    • AB „ Energijos skirstymo operatorius” – atliktas dujų tiekimo sistemoje naudojamų polietileninio elektrinio lydymo balno ir vamzdžių jungties sulydymo tyrimas.
    • AB „Lietuvos energijos gamyba“ – nustatytos aukštos įtampos elektros laidų nutrūkimo priežastys.
    • AB „ORLEN Lietuva“ – atliktas Akcinės bendrovės ORLEN Lietuva vamzdynų elementų tyrimas ir ilgaamžiškumo vertinimas.

Tyrimams naudota LEI nacionalinio atviros prieigos ateities technologijų mokslo centro įranga.

Plazminių technologijų laboratorija (15)

Plazminių technologijų laboratorija

PAGRINDINĖS LABORATORIJOS TYRIMŲ KRYPTYS:


Plazminių technologijų laboratorijos mokslininkai jau daugiau nei 50 metų dirba įvairiose žemos temperatūros plazminių technologijų kūrimo, mokslinių tyrimų bei pritaikymo srityse, ir gali sėkmingai modeliuoti naujas plazmines technologijas, panaudodami laboratorijoje pagamintus plazmos įrenginius. Plazmos srautui gauti naudojamos įvairios sudėties dujos ar jų mišiniai.


Plazminių technologijų laboratorijoje sukauptų mokslo žinių pagrindu atliekami šie tyrimai:

Plazmos šaltinių kūrimas ir plazmos srautų tyrimas

Pastaruoju metu laboratorijoje kuriami iki 150 kW galios atmosferinio slėgio plazmos generatoriai, tiriami šilumos mainai jų reakcinėje lanko zonoje, nagrinėjamos elektros lanko voltamperinės charakteristikos, esant laminariniam ir turbulentiniam tekėjimui, plazmos srautų ir srovių charakteristikos, lanko spinduliavimas tekant skirtingoms dujoms.

Atliekų ir pavojingų medžiagų neutralizavimo plazminio proceso tyrimai

Pastaruoju metu diskusijose apie atliekų utilizavimą itin daug dėmesio sulaukia plazminio metodo pritaikymo galimybės. Kaip vienas pažangiausių termocheminių metodų, plazminis metodas pasižymi išskirtiniais privalumais – itin aukšta proceso temperatūra (103 – 104 K), dideliu energijos tankiu, aukštu atliekų apdorojimo efektyvumu (99,99 %), paprastu ir lengvu proceso valdymu, mažesnių gabaritų įrenginiais ir kt. Pažangesniam atliekų konversijos procesui realizuoti, laboratorijoje sukurta ir panaudota unikali vandens garo plazminė technologija, kurioje perkaitintas vandens garas yra šilumos nešėjas, reagentas bei aktyviųjų radikalų, atomų ir molekulių (OH-, H, O, H2, O2) susidarymo šaltinis. Vandens garo plazmoje galima vykdyti praktiškai visas endotermines reakcijas, formuoti dangas, modifikuoti medžiagų paviršius, dujofikuoti kietą kurą, patvariausius cheminius junginius suskaidyti į atomus ir radikalus. Taip galima skaidyti ypač pavojingas atliekas bei neutralizuoti aplinkai žalingas medžiagas. Reguliuojant deguonies ir/arba vandens garo kiekį, skaidant organines atliekas, gali būti gaunamos vertingos sintetinės dujos (CO + H2), kurių energija naudojama įvairios paskirties šilumos išnaudojimo įrenginiuose. Visų šių paminėtų plazminių procesų eigą ir poveikį galutiniam produktui lemia įrenginio konstrukcija, techninės charakteristikos bei plazmos srauto parametrai.

Mikrostruktūrinių dangų sintezė plazmos srovėje

Laboratorijoje sukurtu savitu dangų sudarymo metodu formuojamos katalizines, antikorozinės, apsauginės bei kietosios keraminės dangos, naudojamos konstrukcinių medžiagų paviršinių sluoksnių eksploatacinėms savybėms mechanikoje, chemijoje, energetikoje, medicinoje pagerinti. Jos padidina atsparumą korozijai 102–103 kartų, gerokai padidina atsparumą trinčiai bei mechaniniam dėvėjimuisi, pasižymi elektrinių, optinių ir mechaninių savybių įvairove.

Keraminių medžiagų lydymas ir aukštatemperatūrio mineralinio plaušo sintezė

Vienintelis alternatyvus būdas gauti aukštos kokybės aukštatemperatūrį plaušą yra plazminė technologija. Lydant ir pluoštinant keramines medžiagas naudojamas laboratorijoje sukurtas eksperimentinis plazminis įrenginys su 70–120 kW galios plazmos generatoriumi. Juo iš dispersinių dalelių, naudojant orą kaip plazmą sudarančias dujas bei pagalbinius (Ar, N2, propano-butano, H2 ir kt.) dujų mišinius, suformuotas plaušas gali būti naudojamas kaip statybines medžiagas sutvirtinantis priedas, kaip aukštatemperatūrė izoliacinė medžiaga, ar kaip filtras ultrasmulkioms dalelėms.

Plazmos srauto ir medžiagų sąveikos tyrimas

Siekiant gauti aukštatemperatūrį ultraploną pluoštą, perdirbti kenksmingas medžiagas, suformuoti įvairias dangas, sintetinti naujas medžiagas, tiriama elektros lanko ir plazmos srauto sąveika su amorfinėmis ir dispersinėmis medžiagomis, nustatomos gautų medžiagų bei dangų fizinės, cheminės ir mechaninės savybės.

Plazmos ir aukštatemperatūrių srautų diagnostika

Plazmos diagnostikai laboratorijoje naudojamas optinės emisijos spektrometras AOS4 su vidinės stabilizacijos akustooptiniu tuneliniu filtru; juo galima tyrinėti dujų spinduliavimo ypatybes 250–800 nm bangų ruože. Multifazių plazmos srovių dinaminėms charakteristikoms nustatyti bei itin greitai judančių objektų vizualizacijai naudojama greitaeigė optinė video kamera Phantom Miro M310, plazmos srauto charakteristikos nustatomos naudojant elektrinius zondus, katalizinių savybių tyrimams bei dujinių produktų analizei atlikti įsigytas degimo produktų analizatorius MRU SWG 300. Skaitmeninis įkaitintų dujų srauto kanale tyrimas atliekamas ANSYS Fluent hidrodinamikos programiniu paketu.


Vykdomi tarptautiniai projektai

2017–2019 m. 09.3.3-LMT-K-712 „Grafeno oksido ir pereinamųjų metalų oksidų nanostruktūrizuotų kompozitų formavimas, modifikavimas ir tyrimas“, Nr. 09.3.3-LMT-K-712-02-0013.

Nuo 2018 m. COASTAL Biogas – Anaerobinio perdirbimo, aplinkosaugos paslaugų ir biogeninių medžiagų šalinimo klasterio kūrimas. INTERREG V-A Pietų Baltijos bendradarbiavimo per sieną programa, Nr. 15/13/33-51.18.21.

Nuo 2017 m. 01.2.2- LMT-K-718 „Plazmocheminis reaktorius pavojingų atliekų apdorojimui: sukūrimas, gamyba, tyrimas ir pritaikymas“, Nr. 01.2.2-LMT-K-718-01-0069.

NR. 01.2.2-CPVA-K-703-03-0008 „Kometencijos centro MTEP veiklų vykdymas, sukuriant ir išbandant inovatyvių dujinių biodegalų gamybos prototipą“. Įtraukti padaliniai: 15, 16, 18, 13 lab. Trukmė 36 mėn. (prasideda 2020 m gegužės 4 d.).

H2020 projektas: Twinning for Promoting Excellence, Ability and Knowledge to develop advanced waste gasification Solutions (TWIN-PEAKS). 15, 13 lab. trukmė 36 mėn., tarptautiniai partneriai: Lietuva, Vokietija, Švedija.

Degimo procesų laboratorija (13)

Degimo procesų laboratorija

PAGRINDINĖS LABORATORIJOS MOKSLINIŲ TYRIMŲ KRYPTYS:

Degimo ir termocheminių procesų tyrimai atliekami kuro taupymo, aplinkos taršos mažinimo, medžiagų terminio nukenksminimo bei alternatyvių biokuro ar biodegalų sintezės srityse.


Laboratorija suformuota iš energetikos krypties specialistų ir turi 20 metų darbo patirtį. Pagrindinių žinių kryptis – šilumos, masės mainai, degimas ir dujofikacija, gamtosauga, aerohidrodinamika, turbulentiškumas.


DEGIMO PROCESO METU KATILE SUSIDARANČIŲ AZOTO OKSIDŲ MAŽINIMO, TIEKIANT PAPILDOMĄ DUJINĖS FAZĖS KURĄ, TYRIMAI

Įsigaliojusios Europos Sąjungos direktyvos jau eksploatuojamuose arba projektuojamuose dujas deginančiuose įrenginiuose griežtina sąlygas azoto oksidų (NOx) emisijai į aplinką. Mažinti NOx emisijas yra sudėtingas uždavinys, reikalaujantis papildomų investicijų arba MTEP darbų: būtina keisti esamus degiklius į mažai NOx generuojančius degiklius, ir/arba diegti antrines NOx mažinimo priemones.

Viena iš antrinių NOx mažinimo priemonių yra papildomų degių dujų tiekimas į liepsnos zoną. Tačiau nėra aišku, kaip optimaliai parinkti tokius parametrus: tiekiamų papildomų degių dujų iečių skaičių, degių dujų tiekimo vietą katile, tiekimo kampą lyginant su per degiklio tiekiamų pagrindinių dujų plokštumą statmenai kertančia ašimi, taip pat iečių galvučių struktūrą, tiekiamų papildomų dujų kiekį. Šių parametrų optimalias vertes galima nustatyti atliekant eksperimentus arba skaitinį tyrimą.

Šiuo metu atliekami skaitiniai tiekiamo papildomo dujinės fazės kuro įvedimo į liepsnos zoną optimalaus kampo tyrimai.

Pav. 1. Kairėje – NOx koncentracijos prieš papildomų degių dujų įvedimą, ir dešinėje – po įvedimo 40° kampu
Pav. 1. Kairėje – NOx koncentracijos prieš papildomų degių dujų įvedimą, ir dešinėje – po įvedimo 40° kampu

MEDŽIO IR BIOKURO GRANULIŲ PIROLIZĖS METU VYKSTANČIŲ PROCESŲ TYRIMAI

Paprasčiausias būdas paversti prastesnės kokybės biokurą šiluma ar elektros energija – granuliuotą biokurą naudoti dujinimo procesui, kurio metu kietos frakcijos kuras paverčiamas dujomis. Tačiau atliekant dujinimo proceso bandymus pastebėta, kad naudojant medžio granules kyla problema: kuras, slysdamas iš pirolizės zonos į oksidacijos zoną, sulimpa, sudarydamas vienmasę struktūrą ir sustabdo tolesnę proceso eigą. Kuro sulipimas pirolizės zonoje mažai nagrinėjamas mokslinėje literatūroje ir dažniausiai šis procesas stebimas dujofikuojant iš perdirbtų atliekų pagamintas granules.
Siekiant nustatyti kuro sulipimo priežastis, atliekami medžio granulės pirolizės bandymai, kurių metu filmuojami medžio granulių dydžio pokyčiai ir fiksuojamos bandinio centro temperatūros.

Pav. 2. Medžio granulės pirolizė. Granulė patalpinta į elektrinę krosnį
Pav. 2. Medžio granulės pirolizė. Granulė patalpinta į elektrinę krosnį

BIOKURO DŽIOVINIMO INTENSYVINIMO TYRIMAI

Ekologinių tikslų vedamos, daugelis pasaulio valstybių iškastinį kurą pakeičia biokuru. Šiandien per 40 proc. kietojo biokuro sudeginama gyvenamiesiems namams šildyti. Dėl didėjančios biokuro paklausos šilumos gamintojai taupydami perka prastesnės kokybės, drėgną biokurą.
Biokuro drėgnis yra svarbi kuro savybė, veikianti biomasės degimą ir naudingosios šilumos išsiskyrimą. Atliekinio biokuro, tokio kaip miestų ar miškų tvarkymo atliekos, drėgnis gali siekti 60 proc. ir daugiau drėgmės pagal masę. Toks kuras, patekęs į pakurą ant ardyno nedega, o džiūsta, ir tik pasiekęs apie 30 proc. drėgmės, užsidega. Norint išspręsti šią problemą, reikia papildomai ilginti pakurą arba atlikti kuro džiovinimą prieš pakurą, o tai reikalauja papildomų investicijų technologiniam procesui.
Šiuo metu tiriamos biokuro džiovinimo intensyvinimo galimybės imituojant realius pakuroje vykstančius procesus.

Pav. 3. Biokuro džiovinimo intensyvinimo galimybių tyrimų stendas
Pav. 3. Biokuro džiovinimo intensyvinimo galimybių tyrimų stendas

ATOMINĖS SPEKTROSKOPIJOS TYRIMAI

Naudojant atominės spektroskopijos metodą ir padidinto jautrumo ICCD kamerą, galima ištirti pagrindinių liepsnoje esančių radikalų chemiliuminescencinio spinduliavimo dėsningumus, atsižvelgiant į degimo sąlygas ir kuro parametrus.
Šiuo metu paplitus biokuro naudojimui energetikos sektoriuje, kyla poreikis chemiliumenescencijos metodą pritaikyti liepsnos stebėjimo ir kontrolės įrangai kurti. Šioje srityje nėra daug atliktų eksperimentų tiriant radikalų emisijas liepsnoje. Todėl tiriamas biokuro dalelės degimo metu išsiskiriančių pagrindinių radikalų emisijų intensyvumas, eksperimentą vykdant nuo dalelės-granulės užsiliepsnojimo iki pat visiško sudegimo.

Pav. 4. Kairėje – dalelės degimas, dešinėje – ICCD kamera gauti intensyvumai
Pav. 4. Kairėje – dalelės degimas, dešinėje – ICCD kamera gauti intensyvumai

GRANULIUOTŲ MEDŽIAGŲ TYRIMAI

Granuliuotos medžiagos plačiai sutinkamos gamtoje ir daugelyje pramonės sričių; šiai medžiagų grupei priklauso taip pat ir kieto kuro granulės. Jose pasireiškia įvairūs mechaniniai reiškiniai, įdomūs tiek iš mokslinės, tiek iš praktinių taikymų pusės. Jų mechaninei elgsenai modeliuoti plačiai taikomas diskrečiųjų elementų metodu paremtas modelis, kai kiekvienos dalelės judėjimas ir jų tarpusavio susidūrimai aprašomi įprastinėmis mechanikos lygtimis. Granuliuotų medžiagų mechaninės savybės priklauso nuo atskirų jas sudarančių dalelių sąveikos. Matematinis modeliavimas leidžia tirti kietojo granuliuoto kuro elgseną ant judančio ardyno deginimo įrenginiuose, ir nagrinėti įvairius procesus, tokius kaip granulių maišymasis, segregacija pagal dalelių dydį ir tankį ir pan. Sujungus diskrečiųjų elementų modelį su reaguojančių fluidų srautų dinamika, tyrinėjami kuro džiūvimo, pirolizės, degimo procesai.

Pav. 5. Kietojo kuro dalelių ant judančio ardyno modelis
Pav. 5. Kietojo kuro dalelių ant judančio ardyno modelis

FUNDAMENTALIŲ REIŠKINIŲ, PASIREIŠKIANČIŲ TAIKANT NEINVAZINIO GALVOSPŪDŽIO MATAVIMO METODĄ, TYRIMAI

Pastaruoju metu pasaulyje labai padaugėjo žmonių, kurie tampa neįgaliais arba miršta nuo širdies kraujagyslių ligų bei stiprių galvos traumų. Paciento smegenų pažeidimų prevencijai reikia tikslaus ir gyvybei nepavojingo galvospūdžio (ICP) matavimo būdo. ICP matavimas gali būti atliktas invaziškai arba neinvaziškai. Kadangi invaziniai matavimo metodai yra pavojingi paciento gyvybei, jiems atlikti reikia aukštos kvalifikacijos neurochirurgų, todėl yra kuriami nauji, saugūs ir praktiškesni neinvaziniai metodai. Vienas iš neinvazinių metodų vadovaujasi akies arterijos morfologijos ypatybe: dalis akies arterijos, kuri yra kaukolės viduje, yra veikiama galvospūdžio, kita dalis, kuri yra kaukolės išorėje (akiduobėje), yra veikiama atmosferinio slėgio. Pacientui ant galvos yra uždedama speciali kaukė, kurios dėka akiduobėje yra periodiškai pridedamas išorinis slėgis (Pe). Metodas vadovaujasi balanso principu, kuris teigia, kad kai kraujo greitis kaukolės viduje ir išorėje esančiose akies arterijos dalyse susilygina, tuomet ir slėgiai, veikiantys skirtingas akies arterijos dalis, tampa lygūs ICP = Pe. Balanso principo galiojimo ribos bei atsirandančios paklaidos yra sąlygojamos fundamentalių reiškinių, kuriuos tirti galima įvairiai, o pačius tyrimus skirstyti į eksperimentinius ir skaitinius. Šiuo metu atliekami fundamentalių reiškinių, pasireiškiančių taikant neinvazinio ICP matavimo metodą, skaitiniai tyrimai.

Pav. 6. Neinvaziniu būdu atliekamo ICP matavimo balanso principo schema
Pav. 6. Neinvaziniu būdu atliekamo ICP matavimo balanso principo schema

Šiluminių įrengimų tyrimo ir bandymų laboratorija (12)

Šiluminių įrengimų tyrimo ir bandymų laboratorija
Apimtis | Tyrimų ir plėtros įrankiai | Akredituotos paslaugos | Narystė | Sertifikatai | Partneriai

Tyrimų apimtis

Efektyvaus atsinaujinančių energijos išteklių (AEI) naudojimo procesai ir technologijos bei aplinkos taršos mažinimas

Šiluminė fizika, skysčių mechanika ir metrologija


Mokslinių tyrimų ir plėtros įrankiai bei galimybės

Šiuolaikinių eksperimentinių įrenginių ir matavimo priemonių rinkinys šiems tyrimams:

Skaitinis srautų dinamikos (CFD) modeliavimas:


Mūsų patirtis įgyvendinant inovatyvius projektus ir teikiant paslaugas


Akredituotos ir notifikuotos paslaugos

Paskirtasis institutas (DI) šių nacionalinių matavimo vienetų etalonų palaikymo srityje[1]:
◦ oro (dujų) greičio;
◦ oro (dujų) tūrio ir debito;
◦ vandens tūrio ir debito;
◦ skysčio (išskyrus vandenį) tūrio ir debito;
◦ slėgio.

Akredituota pagal standartą LST EN ISO/IEC 17025 atlikti[2]:
◦ dujų ir skysčių tūrio ir debito, slėgio, temperatūros ir oro drėgmės matavimo priemonių kalibravimą;
◦ vandens ir šilumos skaitiklių, šildymo prietaisų, kietojo biokuro ir atgautojo kuro bandymus.

Akredituota pagal standartą EN ISO/IEC 17020 atlikti[3]:
◦ dujų ir skysčių tūrio ir debito, slėgio, temperatūros ir oro drėgmės matavimo priemonių patikrą;
◦ kietojo ir dujinio kuro šildymo įrenginių ir katilų atitikties įvertinimą.

Notifikuota (Id. Nr. 1621) atitikties įvertinimui[4]:
◦ vandens ir šilumos skaitikliai (B, F ir D moduliai) ir skysčių (išskyrus vandenį) matavimo sistemos (F modulis), atsižvelgiant į Europos Parlamento ir Tarybos direktyvą 2014/32/ES;
◦ kietuoju kuru kūrenami patalpų šildymo prietaisai, atsižvelgiant į Europos Parlamento ir Tarybos reglamentą (ES) Nr. 305/2011.

[1] Pastaba. Matavimo diapazoną, kalibravimo ir matavimo galimybes galite rasti BIPM interneto svetainėje: http://www.bipm.org/kcdb
[2], [3] Pastaba. Akreditacijos apimtį galima rasti Lietuvos nacionalinio akreditacijos biuro (LA) interneto svetainėje: http://www.nab.lrv.lt
[4] Pastaba. Notifikacijos apimtį galima rasti NANDO interneto svetainėje: http://ec.europa.eu/growth/tools-databases/nando/

Akreditacijos ir sertifikatai

Šiluminių įrengimų tyrimo ir bandymų laboratorijai išduoti akreditavimo ir kiti pažymėjimai:

Šiluminių įrengimų tyrimo ir bandymų laboratorija atitinka LST EN ISO/IEC 17025:2018 reikalavimus ir akredituota atlikti:

  • šildymo katilų, dujas deginančių prietaisų, kietojo biokuro ir kietojo atgautojo kuro, vandens ir šilumos energijos skaitiklių bandymus;
  • patalpų šildymo prietaisų, naudojančių kietąjį kurą, eksploatacinių savybių pastovumo vertinimo ir tikrinimo procedūras, pagal Europos Parlamento ir Tarybos reglamentą (ES) Nr. 305/2011.

Šiluminių įrengimų tyrimo ir bandymų laboratorija atitinka LST EN ISO/IEC 17025:2018 reikalavimus ir akredituota atlikti skysčių ir dujų srauto parametrų, šilumos energijos, slėgio, oro drėgnio ir temperatūros matuoklių, saikiklių bei dujų ir vandens srauto etaloninių įrenginių kalibravimą.


Šiluminių įrengimų tyrimo ir bandymų laboratorija atitinka LST EN ISO/IEC 17020:2012 reikalavimus ir akredituota kaip A tipo kontrolės įstaiga:

  • tikrinti dujinius virimo prietaisus, dujų, skysčių ir šilumos energijos skaitiklius, dujų tūrio perskaičiavimo įtaisus, oro greičio, drėgmės, slėgio, temperatūros matavimo priemones;
  • atlikti vandens, šilumos skaitiklių ir matavimo sistemų skirtų skysčių, išskyrus vandenį, kiekiui matuoti atitikties įvertinimo procedūras pagal Europos Parlamento ir Tarybos direktyvą 2014/32/ES su pakeitimais, padarytais Komisijos deleguotąja direktyva 2015/13/ES, perimta LR ūkio ministro 2015-10-30 įsakymu Nr. 4-699 „Dėl matavimo priemonių techninio reglamento patvirtinimo“.

Dokumentus išdavusi institucija:
Lietuvos nacionalinis akreditacijos biuras


Narystė tarptautinėse organizacijose

EURAMET – Europos metrologijos institutų asociacija
COOMET – Euro-Azijos nacionalinių metrologijos institutų asociacija
NoBoMet – Europos notifikuotų metrologinių įstaigų asociacija


Laboratorijos partneriai ir užsakovai

Užsakovai – visi ūkio ir mokslo subjektai, kurių veikloje reikalingos akredituotos (ar papildomai notifikuotos) kalibravimo, bandymo ir atitikties teisės aktuose nustatytiems reikalavimams vertinimo paslaugos.

Partneriai – Mokslo įstaigos:

Lietuvos sveikatos mokslų universitetas;
Kauno technologijos universitetas ;
Valstybinis mokslinių tyrimų institutas Fizinių ir technologijos mokslų centras;
Mikalojaus Koperniko universitetas;
Liuksemburgo universitetas;
Tventės universitetas;
Lenkijos mokslų akademijos Ševalskio skysčių srautų įrengimų institutas.

Partneriai – Įmonės:
partners and clients