Научная специальность 2.4.6 «Теоретическая и прикладная теплотехника» в области технических наук представляет собой систему подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации, способных проводить фундаментальные и прикладные исследования в сфере теоретических и методологических основ в области промышленной теплоэнергетики. Программа охватывает широкий спектр знаний и навыков, связанных с производством, распределением, преобразованием и управлением тепловой и электрической энергией.
Подготовка аспирантов осуществляется в соответствии с современными тенденциями развития теплоэнергетики и теплотехники, включая интегративный подход к теоретическим и экспериментальным исследованиям, математическому и компьютерному моделированию, а также к проектированию, созданию и эксплуатации энергетических устройств и систем.
Обучение осуществляется с применением современных образовательных технологий и научно-исследовательских методов, обеспечивая системную подготовку исследователей в области теплотехники.
Направление исследований в соответствии с паспортом специальности:
- Теплофизические свойства чистых веществ и их смесей, включая флюидонасыщенные горные породы, в широкой области параметров состояния; связи между строением веществ и их феноменологическими свойствами; методы расчета термодинамических и переносных свойств в различных агрегатных состояниях.
- Термодинамические процессы и циклы применительно к установкам производства, преобразования и потребления энергии.
- Процессы взаимодействия интенсивных потоков энергии с веществом; совместный перенос массы, импульса и энергии в бинарных и многокомпонентных смесях веществ, включая химически реагирующие смеси.
- Процессы переноса массы, импульса и энергии при свободной и вынужденной конвекции в широком диапазоне свойств теплоносителей и характеристик теплопередающих поверхностей, в одно- и многофазных системах и при фазовых превращениях. Радиационный теплообмен в прозрачных и поглощающих средах.
- Научные основы и методы интенсификации процессов тепло- и массообмена и тепловой защиты. Процессы тепло- и массообмена в оборудовании, предназначенном для производства, преобразования, передачи и потребления теплоты.
- Научные основы повышения эффективности использования энергетических ресурсов в теплотехническом оборудовании и использующих теплоту системах и установках.
- Оптимизация схем теплоэнергетических установок и систем для генерации и трансформации энергоносителей, в том числе, основанных на принципах их комбинированного производства. Совершенствование методов расчета тепловых сетей и систем теплопотребления с целью повышения их энергоэффективности.
- Новые конструкции теплопередающих и теплоиспользующих установок и оборудования, обладающих улучшенными эксплуатационными и техникоэкономическими характеристиками. Совершенствование методов расчета и оптимизация параметров использующих теплоту технологических процессов, оборудования и систем.
- Системы обеспечения теплового режима теплоэнергетических, промышленных и коммунальных объектов, теплопотребляющего и тепловыделяющего оборудования, методы их совершенствования. Математическое моделирование и оптимизация энерготехнологических систем промышленных предприятий и систем теплоснабжения зданий, районов и городов.
- Теоретические аспекты и методы интенсивного энергосбережения в тепловых технологических системах и процессах. Теоретические основы создания малоотходных и безотходных тепловых технологических установок, способствующих защите окружающей среды.
Ключевые особенности:
- возможность проведения исследований под руководством высококвалифицированных и опытных специалистов в области теплоэнергетики и теплотехники;
- возможность публикации промежуточных и конечных результатов исследований в отечественных и зарубежных научных журналах, в том числе журналах СПбПУ: «Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки» и «Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки»
- возможность участия обучающихся во всероссийских и международных научно-практических конференциях, семинарах, форумах, в том числе «Международная конференция по теплотехнике», «Енисейская теплофизика», «Современные проблемы теплофизики и энергетики» и «Системные исследования в энергетике»;
- возможность внедрения обучающимися разработок в области теплотехники, апробации программ для ЭВМ, регистрации патентов на полезную модель или изобретение, внедрения в учебный процесс методик обучения студентов, проводить учебные занятия по профильным дисциплинам, применять современные инновационные технологии в обучении.
Целью обучения является подготовка высококвалифицированных исследователей, к инновационной научно-исследовательской и педагогической деятельности, формирование у обучающихся личностных качеств, подготовка востребованных и конкурентоспособных на рынке труда преподавателей и исследователей для эффективного решения профессиональных задач в условиях формирования современного общества.
- Методы научных исследований технической термодинамики, тепломассообмена
- Научные основы и методы интенсификации процессов тепломассообмена
- Оптимизация схем теплоэнергетических установок и систем для генерации и трансформации энергоносителей
- Математическое моделирование и оптимизация энерготехнологических систем промышленных предприятий
- Энергосбережение в тепловых технологических системах и процессах
- Создание малоотходных и безотходных тепловых технологических установок
- Технико-экономический анализ технических решений по разработке и совершенствованию теплоэнергетических установок
- Технико-экономический анализ технических решений энерготехнологических систем промышленных предприятий
- научный сотрудник в научно-исследовательских институтах
- преподаватель профильных дисциплин в ВУЗах и ССУЗах
- Инженер-проектировщик энергосистем и энергокомплексов
- научный сотрудник в области теплоэнергетики
- сотрудник аналитических отделов в государственных и частных структурах
- Повышение энергетической эффективности инженерных систем с единым контуром тепловых машин;
- Разработка рекомендаций по повышению эффективности теплогидравлических процессов в сепараторах-пароперегревателях турбин АЭС на основе изучения опыта эксплуатации;
- Повышение эффективности работы ТЭЦ, оснащенных противодавленческими турбинами, путем совершенствования программ управления тепловой и электрической мощностью;
- Повышение эффективности парогазовых установок при использовании воздушных конденсаторов;
- Повышение качества прогнозирования вредных выбросов от котельных установок ТЭС;
- Выбор опреснительной части многоцелевых атомных комплексов на примере стран Ближнего Востока и Северной Африки;
- Повышение эффективности источников теплоснабжения на основе утилизации теплоты уходящих газов;
- Численное моделирование течения и теплообмена при свободной и смешанной конвекции в быстровращающихся кольцевых полостях;
- Научное описание особенностей горения в ограниченных закрученных противоточных течениях и возможность их применения к созданию эффективных устройств сжигания топлива.
- Оптимизационные инструменты для перехода на отечественные парогазовые технологии (Приоритет 2030)
- Комплексная оптимизация работы ТЭЦ в условиях достижения технологического суверенитета РФ и концепции Индустрии 4.0
- Исследование конвективного теплообмена в однофазной среде
- Изучение теплообмена при конденсации на поверхностях теплоэнергетических установок (грант РНФ)
- Исследование и оптимизация тепловых схем ТЭС и АЭС, в том числе методами искусственного интеллекта;
- Разработка перспективных технологий генерации, хранения и использования водорода в технологических схемах электростанций;
- Создание интеллектуальных систем мониторинга, предиктивного анализа, самодиагностики и оптимизации жизненного цикла энергетического оборудования;
- Повышение эффективности использования твёрдого топлива в тепловой энергетике;
- Математическое моделирование гидравлических режимов систем теплоснабжения и водоснабжения;
- Градиентная теплометрия и теплофизические измерения в энергетике;
- Научно-образовательный центр «Теплофизика в энергетике»
- Учебная лаборатория ВШАиТЭ
- Базовая кафедра «Энергетическое машиностроение» при ЦКТИ им. И. И. Ползунова