22 декабря на платформе ZOOM состоялось заключительное заседание Объединенного Ученого совета ФИЦ КазНЦ РАН в 2020 году.
Первый вопрос повестки заседания — Итоговые отчеты по темам государственного задания, которые завершаются в 2020 году.
Первый отчет по теме: «Развитие научных основ энергоэффективных, ресурсосберегающих и экологически безопасных технологий добычи и переработки тяжелого углеводородного сырья, а также транспортировки, распределения и использования энергоносителей» за период 2018-2020 гг. представил координатор проекта, д.т.н. В.Н. Шлянников.
Руководитель научного направления «Энергетика» начал отчет с напоминания, что формирование научных тематик происходило в период организации Федерального исследовательского центра. Тогда в ИЭПТ было 109 тем, была поставлена задача их объединения и компоновки с ориентацией на междисциплинарность. Сейчас тем 9, почти половина из них носит самостоятельный характер, остальные выполняются совместно с другими институтами ФИЦ – ИОФХ и ИММ.
- Задачи исследований, которые выполняются совместно с ИОФХ им. А.Е. Арбузова:
1.1.Разработать научные основы энергоэффективной технологии добычи трудно-извлекаемых высоковязких нефтей на основе комбинированных физико-химических процессов.
1.2.Научно обосновать новые технологические подходы по облагораживанию тяжелого нефтяного сырья в процессах термокрекинга с использованием добавок нефтяных гетеро-компонентов.
1.3.Получить новые фундаментальные данные о влиянии смачивоемости породы коллектора на нефтевытеснение с использованием растворителей.
1.4.Сформировать научные основы технологических процессов внутрипластового термоокислительного преобразования тяжелых нефтей и природных битумов.
- Задачи исследований, которые выполняются совместно с Институтом механики и машиностроения:
2.1. Создать математические модели термопереноса в системе «пласт-скважина» для месторождений с трудноизвлекаемыми запасами углеводородов. Изучить закономерности вытеснения нефти реагентами из пор. Создать методы решения задач многофазных трехмерных течений в пористых средах со скважинами, основанные на методах декомпозиции. Разработать эффективные методы решения обратных задач в условиях многофазной фильтрации. Изучить волновое воздействие на пористую среду, насыщенную многофазной жидкостью.
- Задачи исследований, которые выполняются в Институте энергетики и перспективных технологий:
3.1. Развить методы измерения динамики векторных полей скорости потока. Получить новую экспериментальную информацию о характеристиках турбулентности, в том числе в диапазоне мелких масштабов, для формирования базу данных с целью совершенствования анизатропных моделей турбулентности и верификации методов моделирования отрывных течений.
3.2. Построить критериальное уравнение для средней теплоотдачи пластин в кратковременных процессах. Изучить механизмы интенсификации процессов, протекающих в насыщенных пористых средах за счет воздействия на них упругими колебаниями.
3.3. Разработать математические модели течений вязкоупругих жидкостей и методов их решений.
3.4. Решить актуальные задачи энерго- и ресурсосбережения в области утилизации невостребованной теплоты в энергоснабжении, газификации углеводородного сырья, термохимического разложения возобновляемого органического сырья, интенсификации тепломассообмена.
Далее Валерий Николаевич остановился на проводимых исследованиях более подробно.
Куратор от ИОФХ им. А.Е. Арбузова – заведующий лабораторией переработки нефти и природных битумов, заместитель руководителя по научной работе, к.х.н. Якубов Махмут Ренатович. Результаты, полученные при совместных исследованиях с учеными Института Арбузова:
— Изучение состава и нефтегенерационного потенциала органического вещества пород доманиковых отложений в Республике Татарстан.
— Разработка научных основ методов увеличения подвижности тяжелых высоковязких нефтей.
— Исследование углеводородных композиций мицеллярных растворов для повышения эффективности теплового воздействия в терригенных и карбонатных коллекторах с высоковязкой нефтью.
— Разработка научных основ технологических подходов по интенсификации процессов облагораживания и термокрекинга тяжелого нефтяного сырья.
Результаты, которые относятся к разработкам, выполненным в ИЭПТ:
— Новый метод экспериментального определения характеристик мелкомасштабной турбулентности, разработанный под руководством д.т.н., руководителя ИЭПТ Н.И. Михеева. Метод прошел апробацию и уже широко используется.
— Эффект кратного увеличения амплитуды колебаний струйного осциллятора Гельмгольца.
Результаты, выполненные совместно с Институтом механики и математики, Валерий Николаевич Шлянников представил на следующих слайдах:
Течение трехфазной жидкости в трехмерных пластах.
Математическое моделирование методов повышения нефтеотдачи пластов.
Моделирование разработок залежей сверхвязких нефтей методом парогравитационного дренирования (SAGD).
Оценка фильтрационных параметров газового пласта по результатам вертикального гидропрослушивания.
Междисциплинарные исследования — завершающая часть отчета ИЭПТ. Инициатором исследований выступил ИЭПТ. Соисполнитель – ИОФХ им. А.Е. Арбузова
- Разработан способ ускорения процесса метагенеза при аэробном сбраживании органических отходов, который позволяет в два раза ускорить процесс получения биогаза за счет применения измельченной сухой биомассы.
- Установлена зависимость вязкости нефти от частоты ультразвуковой обработки (УЗ), в которой показано, что использование УЗ обработки позволяет на короткий промежуток времени увеличить температуру нефти.
- Проведение экспериментальных исследований термохимической переработки верхонизменного торфа в инертной среде аргона с помощью синхронного термического анализа.
В завершение своего доклада В.Н. Шлянников сообщил о числе участников исследований: от ИОФХ — 27, от ИЭПТ – 18 и 10 от ИММ, а также привел данные о публикационной активности исполнителей по данной теме государственного задания. Они были высокими. При запланированном общем числе публикаций в 149 единиц за отчетный период – с 2018 по 2020 гг., их число составило 186, при этом 17 публикаций — 1-го квартиля.
В вопросах докладчику и его ответах, а также в процессе обсуждения результатов, прозвучало следующее: замечательно, что есть партнерские работы, что есть хорошая почва для развития работ по нефтехимическому направлению, что было бы жаль уходить в монокультурные слои.
О.Г. Синяшин пожелал всем участникам этого проекта, чтобы в последующие три года на базе полученных результатов появились новые направления и возникли ростки для появления новых междисциплинарных тем в рамках государственного задания.
Отчет членами ОУС, участвующих в заседании, был утвержден единогласно.
Второй отчет по теме «Развитие механики многофазных сред, аэрогидроупругих систем и нелинейной механики деформируемого твердого тела с приложениями в машиностроении и энергетике» сделал д.ф.-м.н., член-корр. РАН, руководитель ИММ Д. А. Губайдуллин.
Д. А. Губайдуллин сообщил, что по данной теме работы вели два участника – ИММ и ИЭПТ, и представил наиболее яркие результаты проведенных исследований.
1.1. Исследование периодических ударных волн. Экспериментально исследованы особенности осаждения газовзвеси при различной степени заполнения закрытой трубы в режиме перехода к ударным волнам на первой собственной частоте.
1.2. Создание экологически безопасных модульных миниградирен, эффективных при эксплуатации в разных климатических зонах.
Основные преимущества модульных миниградирен: простота конструкции, удобство и низкая стоимость изготовления, транспортировка и монтаж; способность охлаждать воду без затрат электроэнергии большую часть времени эксплуатации и другие.
1.3. Развита теория распространения акустических волн в смеси жидкости с полидисперсными парогазовыми и газовыми пузырьками. Изучено влияние теплофизических свойств фаз, межфазного тепломассообмена, примесей в виде твердых частиц на дисперсию и диссипацию возмущений. Показано, что разработанная теория может уверенно использоваться для расчета искажения акустического сигнала при его взаимодействии с многослойными средами, содержащими слои пузырьковой жидкости. Сделаны предложения по использованию пузырьковых покрытий для защиты природных объектов от обнаружения гидролокаторами.
1.4. Развита теория распространения акустических возмущений в жидкости с упругими твердыми частицами и пузырьками газа, покрытых вязкоупругой оболочкой. Для смеси воды с частицами полистирола и пузырьками воздуха найдено хорошее согласие теории с экспериментом.
1.5. Выполнено моделирование процесса установления акустического течения и фокусировки аэрозольных частиц в акустофлюидных устройствах сложной формы.
1.6.Показана динамика парогазовых полостей вблизи поверхностей твердых тел и в толще жидкости.
1.7. Построена математическая модель схлопывания газовой полости в жидкости и распространения возникновения при этом волн давления.
Работы по механике оболочек:
Разработан эффективный экспериментально-теоретический метод оценки жесткостных свойств тонкостенных элементов конструкций сложной структуры.
Теоретическая основа метода – соотношения нелинейной теории оболочек. С применением данного метода установлены показатели коррозионного износа при различных воздействиях. Метод рекомендуется стандартизировать, а выявленные закономерности учитывать при проектировании и эксплуатации конструкций.
Работа, выполненная с участием энергетиков:
Высокоэффективная технология разделения газожидкостных смесей.
Предложена и апробирована новая схема сепаратора для очистки потока с высоким удельным расходом смеси.
Руководитель темы от ИЭПТ — д.т.н., проф. Н.И. Михеев
Разработка методов прогнозирования остаточной долговечности при взаимодействии усталости и ползучести на основе моделей поврежденной среды в локальных критических зонах с приложениями к элементам конструкции.
Руководитель темы от ИЭПТ — д.т.н., проф. В.Н. Шлянников.
В завершение доклада Д.А. Губайдуллин привел показатели публикационной активности всех институтов ФИЦ КазНЦ РАН за 2018-2019 гг. Оказалось, баллы Института механики и машиностроения — на одного исследователя и с учетом полученного финансирования, были существенно выше, чем других обособленных подразделений Центра.
В.Н. Шлянников задал докладчику два вопроса — о миноградирнях как элементах мини-ТЭЦ и развитии теории оболочек Муштари, на которые был получен развернутый ответ.
О.Г. Синяшин прокомментировал отчет Д.А. Губайдуллина следующим образом: «У вас описаны частные случаи исследований отдельных лабораторий института. Системного подхода, к сожалению, не наблюдается. Вы не пытались сделать какие-то обобщения? Хотя бы по пузырьковой тематике….Хотелось бы, чтобы на следующие 3 года были поставлены более крупные задачи — фундаментального или прикладного характера, и чтобы результаты работы добавляли новые знания в теории».
«Отчет утвердить с учетом пожеланий» — таким было решение членов заседания ОУС.
И, наконец, третий, и последний отчет по теме государственного задания «Разработка систем земледелия и агротехнологий нового поколения, обеспечивающих сохранение плодородия почв, эффективное использование природно-ресурсного потенциала агроландшафтов и производство заданного количества и качества сельскохозяйственной продукции» представила к.с.-х.н. Е.А. Прищепенко.
Руководитель ТатНИИАХП напомнила членам Объединенного Ученого совета, что Республика Татарстан богата агроминералами. Это бентонит, цеолит, фосфорит, сапропель, и что все они содержат большое количество доступного для растений кремнезема и экологически безопасны.
Основные результаты исследований, проведенных в рамках государственного задания, можно сгруппировать следующим образом:
- Проведена оценка влияния агроминералов на повышение плодородия выщелоченного чернозема и увеличение урожайности сельскохозяйственных культур. Объекты исследований – горох посевной, сахарная свекла и озимая пшеница.
- Изучено влияние агроминералов на гидролитическую кислотность выщелоченного чернозема и на содержание подвижного фосфора в нем.
- Изучено влияние агроминералов на качественные показатели урожая. Объекты исследований – горох посевной, сахарная свекла и озимая пшеница.
- Изучено влияние фосфоритов в обычной и наноструктурной форме на урожайность и качественные показатели зерна яровой пшеницы и ярового ячменя.
- Изучено влияние удобрений на качественные показатели зерна яровой пшеницы и ярового ячменя, на урожайность гречихи и ярового рапса.
- Создание комплексных биоудобрений на основе эффективных консорциумов микроорганизмов и агроминералов
- Изучена биологическая безопасность наноструктурной водно-фосфоритной, водно-цеолитной и водно-глауконитной суспензий в бактериальных тестах. Установлено, что суспензии не только безопасны, они также показали антимутагенный эффект и рекомендованы для применения в с/х.
- Изучено влияние сапропеля для разработки кормовых добавок.
- Изучение влияния смертельных, токсичных и безопасных доз наноструктурных агроминералов на структурно-функциональное состояние контактных органов желудочно-кишечного тракта (объекты — мыши, норки). Токсикологическая безопасность агроминералов относится к 4-му классу (малоопасные соединения).
- Изучено влияние агроминералов на содержание солей тяжелых металлов в мясе животных. Установлено, что наноструктурные агроминералы снижают содержание солей кадмия и свинца в белом и красном мясе животных.
- Применение наноструктурных агроминералов в животноводстве в виде кормовых добавок увеличивает прирост живой массы цыплят, гусей, норок, молодняка крупного рогатого скота.
За отчетный период в институте защищены две кандидатские и одна докторская диссертация, выпущены три монографии, получено два патента, опубликовано два учебно-методических пособия, опубликовано 75 статей (база данных РИНЦ) и 13 – в информационной системе Scopus.
Д.А. Гудайделлин прокомментировал выступление Е.А. Прищепенко: «Хорошая работа!» и поинтересовался кадровым составом института.
О.Г. Синяшин спросил, не может ли Елена Александровна сделать какое-то обобщение работы или дать рекомендации конкретно для агропромышленного комплекса Республики Татарстан, которые мы могли бы адресовать Министерству сельского хозяйства? Тематика будет развиваться и нам нужно понимать, куда стоит двигаться дальше. Какие агроминералы можно считать наиболее перспективными?
Елена Александровна ответила, что каждый из минералов уникален, однако считает наиболее перспективным применение цеолита, учитывая не только его положительное влияние на всхожесть семян, но и его широкую добычу.
К.М. Салихов озадачил коллегу просьбой рассказать о механизме действия цеолита на всхожесть семян. С вопросом разобрались совместными усилиями, прежде всего, при участии химиков. Так, д.х.н., заведующий лабораторией Элементоорганических соединений ИОФХ им. А.Е. Арбузова А.Р. Бурилов пояснил, что цеолит – это замечательный сорбент, дающий долговременный эффект. Он адсорбирует влагу, патогены…Сорбенты равновесно выделяют пестициды в зерно, это препараты комбинированного действия. В данном случае цеолит — это способ доставки пестицидов в зерно.
О.Г. Синяшин подытожил обсуждение: «Кев Минуллинович абсолютно прав. Нам надо взаимодействовать. Мы слушаем, обсуждаем, даем рекомендации. И вот сегодняшнее обсуждение показало, что работу в области сельского хозяйства надо выводить на новый уровень. Понимая механизм действия тех или иных препаратов на ту или иную с/х культуру, можно с большей долей вероятности прийти к нужному результату. И тут помощники – ученые других научных институтов ФИЦ».
Отчет ТатНИИАХП принимается без возражений.
Второй вопрос повестки дня — Утверждение отчетов за 1 год выполнения по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук и докторов наук на 2020-2021 гг.
С.А. Зиганшина сообщила, что объявлен сбор промежуточных отчетов по грантам Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых. В ФИЦ КазНЦ РАН таких проекта четыре:
Математическое моделирование и экспериментальное исследование ударных и акустических волн в неоднородных средах (Д.А. Тукманов, ИММ)
Поиск новых способов снижения гидравлического сопротивления в каналах путем динамического воздействия на турбулентный поток (А.Н. Михеев, ИЭПТ)
Растительные оксилипины: биологическое значение, характеристика ферментов биосинтеза, динамика экспрессии генов (С.С. Горина, КИББ)
Гены С22-стерин десатуразы – ключевого фермента биосинтеза стигмастерина во мхе Hylocomium splendens: идентификация, характеристика структуры и экспрессия в стрессовых условиях (А.Г. Ренкова, КИББ)
С.А. Зиганшина также сообщила, что отчеты были заслушаны и обсуждены в соответствующих научных подразделениях, выписки с заседаний получены, и попросила утвердить представленные отчеты.
Отчеты были утверждены.
Завершая последнее заседание ОУС в 2020 году, Олег Герольдович поблагодарил руководителей тем, институтов и лабораторий за хорошую годовую работу, пожелал успешных проектов и прорывных научных разработок в следующем году, выразив надежду, что 2021 год будет не столь тяжелым как год 2020-ый, в том числе, и благодаря разработанной российскими учеными вакцине. «Берегите себя! Доброго здоровья и благополучия всем вам и вашим близким! С наступающим Новым Годом!»
Пресс-центр ФИЦ КазНЦ РАН