НАУЧНО-ИЗСЛЕДОВАТЕЛСКА ДЕЙНОСТ
Основните научни направления, които се развиват от академичния състав на катедрата са:
- Отоплителни, климатични и газоснабдителни системи;
- Системи с възобновяеми източници на енергия;
- Механика на флуидите, топло и масообмен;
- Изследване и повишаване на енергийните показатели на хидро и пневмо машини;
- Системи за хидро и пневмозадвижване;
- Екология и опазване на екосистемите;
- Теория и мениджмънт на риска;
- Екологична и производствена безопасност;
- Опазване на околната среда;
Към направление "Екология и опазване на околната среда" функционира Център по риск инженеринг и риск мениджмънт. Целта му е да развива защитата на сигурността на населението, на околната среда, на националното стопанство и ресурси, на корпоративната и трудова безопасност, на инфраструктурата, включително внедряване на най-добрите европейски и световни практики в управление на риска
През годините в катедра ТХЕ, са провеждани редица изследвания в областта на хидравличната и пневматична техника и свързаната с нея приложна хидромеханика. Тези изследвания могат да се обединят в следните основни поднаправления:
- Изследване на турбомашини (помпи, вентилатори хидро и ветротурбини)
Разработена е методика, експериментална уредба и са проведени балансови изследвания на многостъплани центробежни помпи. Изследвано е влиянието на направляващия и обратния апарати върху енергетичните показатели на тези помпи – защитена 1 дисертация.
Разработена е методика и е изследвано влиянието на подрязването на работните колела на центробежни помпи с различна специфична честотата на въртене.
Разработена е методика и експериментална уредба за изследване на центробежни помпи при работа с водовъздушна смес – защитена 1 дисертация.
Разработена е експериментална уредба и е изследвано влиянието на броя и геометрията на лопатките на работните колела на малкодебитни центробежни помпи - обект на 1 докторантура.
Разработени са експериментална уредба и микро водна турбина за изследване влиянието на регулиращия орган на радиално-осова турбина - обект на 1 докторантура.
Разработване и изследване на варианти хибридни ветроколела с вертикална ос на въртене – подготовка на 1 редовен докторант.
- Изследвания на обемни хидравлични машини
Разработени са и широко са изследвани (теоретично и експериментално) помпи с въртящи бутала, предназначени за транспорт на високовискозни течности - защитени са 2 дисертации и една хабилатация за професор.
Разработен е високомоментен радиално бутален хидромотор и са проведени енергетични и зследвания, както и теоретични и експериментални изследвания по системата за разпределение на течността (челния разпределител) – защитена е 1 дисертация.
Разработени са и са изследвани пластинкови помпи, предназначени за работа с вода и водни разтвори – защитена е 1 дисертация.
Разработени експериментална ролкова помпа и опитна уредба за изследване влиянието на основните конструктивни и режимни параметри върху енергетичните характеристики – обект на 1 докторантура.
Разработена е и се провеждат изследвания на пластинкова вакуумпомпа – обект на 1 докторантура.
Разработена е трироторна зъбна хидромашина, която е защитена с патент. Провеждат се теоретични и експериментални изследвания и подготовката на дисертационен труд.
Създадени са комплекс изпитвателни уредби за аксиално-бутални и други видове обемни помпи и мотори с мощност до 75 kW, на които се провеждат приложни изследвания и експлоатационни изпитвания на хидромашини от системите за хидравлични задвижвания на пътностроителни, земеделски и др. машини
Създадени са и се изследват зъбни помпи с несиметрично еволвентно зацепване за нуждите на фирма „Капрони” - гр. Казанлък.
- Енергийна ефективност на системи за транспорт на флуиди
Съставени са модели и критерии за оценка енергийната ефективност на помпени системи с центробежни помпи. Разработена е експериментална уредба за изследване енергийната ефективност на методите за регулиране дебита на такива системи - подготовка на 1 редовен докторант.
Изследване на енергийната ефективност на вентилаторни системи за транспорт на флуиди - подготовка на 1 редовен докторант.
Изследванията на явленията и процесите в хидравличните машини и системи в много случаи са свързани с решаване на задачи от областта на механиката на флуидите. Това доведе до натрупване на опит при използване на методите и спецификата при изследване на флуидни движения в различни преносни технологични процеси, машини и съоръжения. Примери за такива изследвания са дадени по-долу.
Изследвани са процесите при движение на водо-въздушна двуфазна смес през проточната част на турбомашини. Решена е задача за определяне разпределението на налягането и скоростите на двете фази в работното колело на центробежна помпа в зависимост от обемната концентрация на газовата фаза. За целта е създаден двуфлуиден модел на течението в работното колело и неговата числена реализация е подкрепена с експериментални изследвания, проведени в една от лабораториите на катедра ТХЕ. Математическият модел е създаден на основата на уравнения от Нютонов тип. Разработена е числена процедура в средата MATLAB за решаване на диференциално-алгебричната система от уравнения на модела.
Друга тематика е изследване на силовото взаимодействие между течението през уплътнителната хлабина с челен разпределител за многоходов хидромотор. Решена е задача за определяне на разпределението на налягането и протечката през челната хлабина. Създаден е модел на течението въз основа на уравнението на Рейнолдс. Теоретичният модел е подкрепен с експериментални изследвания.
В катедрата се работи в областта на изследване на хибридни ветроколела с вертикална ос на въртене тип Дариус-Савониус. Целта на изследването е да се анализира силовото взаимодействие между въздушното течение и работното колело и да се получат неговите аеродинамични честотни и регулировъчни характеристики. Разработена е методика за моделиране на течението през ветроколелото на база на CFD софтуерен продукт ANSYS . Методът е верифициран с изследване на работно колело с една лопатка, като резлтатите са сравнени с тези на водещи специалисти в областта. Проектирана е и се изработва и опитна уредба за проверка на теоретичните резултати.
Една от научните тематики, по които се работи в последните години в катедра ТХЕ е математическото моделиране и изследване на преносни технологични процеси от химическата, биотехнологическата и хранително-вкусовата промишлености.
Изследвани са хидродинамичните и топлообменните процеси в стъкларска ванна пещ за производство на плоско стъкло по системата Питсбърг. Разработен е математически модел на хидродинамичните и топлообменните процеси, протичащи във ваната на стъкларска ванна пещ за производство на плоско стъкло. За решаване на получените гранични задачи за уравненията на модела са разработени ефективни числени алгоритми. Чрез разработения математически модел и числената технология е симулирана работата на пещта за производство на плоско стъкло във фирма “Диамант’’ АД - гр. Разград. Защитена е 1 дисертация
Изследвани са хидродинамиката и масообменните процеси в химически реактори с механично разбъркване. Построен е математически модел на движението на вискозен несвиваем флуид в цилиндричен реактор в механично разбъркване въз основа на уравненията на Навие-Стокс. Предложени са математически гранични условия от първи ред на точност за вихъра на скоростта за затваряне на граничната задача. Разработен е числен алгоритъм за решаване на граничната задача за уравненията на Навие-Стокс за изследване на хидродинамиката в цилиндричен реактор с механично разбъркване. Този алгоритъм е реализиран в програмната среда МАТЛАБ. Защитена е 1 дисертация.
