Bez sprężarek byłoby nam trudno żyć. Awarie tych maszyn spowodowały liczne katastrofy samolotowe, a przestoje w przedsiębiorstwach kosztowały fortunę. Łódzki inżynier dr Grzegorz Liśkiewicz szuka nowoczesnej metody zabezpieczania sprężarek. Na stworzenie zespołu badacz otrzymał milion złotych w ramach programu LIDER Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Wspólnie z grupą naukowców opracowuje niezawodną metodę zabezpieczania sprężarek przed niestabilnymi przepływami.

Fot: flickr.com / Doug / CC

"Zadaniem sprężarki może być transport gazu z jednego miejsca do drugiego. Odległości mogą być minimalne, w przypadku suszarki, chcielibyśmy, żeby ciepłe powietrze znalazło się nad naszymi włosami. Mogą też być ogromne; w rurociągach takich jak Nord Stream, gdzie transportuje się gaz na duże odległości, jest pełno sprężarek. Dzięki sprężarkom uzyskiwane jest bardzo wysokie ciśnienie, które umożliwia zapłon mieszanki paliwa z powietrzem, a w konsekwencji siłę ciągu w silniku lotniczym" – wylicza dr Liśkiewicz z Politechniki Łódzkiej.

Szacuje, że rynek produkcji sprężarek jest ogromny - to około 25 miliardów dolarów. Jednak te powszechnie stosowane urządzenia wymagają innowacji. Polacy pracują nad oprogramowaniem i układem automatyki, które w porę ostrzeże przed zjawiskiem pompowania. Co to za zjawisko?

"Zjawisko to zostało odkryte w latach 50-tych, kiedy to samoloty armii amerykańskiej spadały i nikt nie wiedział dlaczego. Wyobraźmy sobie taką sytuację - nagle słychać, że w silniku coś jest nie tak i samolot leci na dół. Zorientowano się, że to zjawisko pojawia się, gdy do silnika wpływa bardzo mało powietrza. Bo silnik jest przystosowany do ciągłego przepływu powietrza. Jeżeli jednak zablokuje się wlot, bo np. wpadnie tam ptak, to natychmiast powietrze wewnątrz maszyny zacznie mocno oscylować. Najczęściej skończy się to natychmiastowym wyłączeniem silnika, ponieważ w ciągu sekundy nastąpi w nim wybuch" – opisuje inżynier.

Zaznacza, że rozwiązań tego problemu najszybciej szukano dla sprężarek stosowanych w lotnictwie. Rozwiązania stosowane dla sprężarek przemysłowych są natomiast rezultatem kompromisu między bezpieczeństwem a kosztem eksploatacji maszyny. Idealnie byłoby stworzyć nowoczesny układ łączący bezpieczeństwo i ekonomię. Takich rozwiązań poszukują łódzcy badacze – inżynierowie, matematycy, fizycy, programiści i eksperci budowy maszyn. Dlaczego tak ważne jest to, żeby sprężarki na halach przemysłowych nie wchodziły w zjawisko pompowania.

Fot:flickr.com / Rainer Hungershausen / CC

"Wyobraźmy sobie starego typu odkurzacz, w którym zatkamy wlot powietrza. Spowodujemy, że zacznie on działać bardzo głośno w związku ze zjawiskiem pompowania. W odkurzaczu mamy bardzo słabiutką sprężarkę. Natomiast sprężarka przemysłowa ma kilkaset razy większą moc, dlatego zamiast hałasu mamy gigantyczne oscylacje, które mogą się skończyć jej zniszczeniem. To bardzo kosztowne, bo nie dość, że trzeba tę maszynę odbudować, co trwa wiele miesięcy, to często fakt, że maszyna nie działa, blokuje cały zakład. To powoduje straty liczone w milionach za każdy dzień przestoju takiego zakładu" - opowiada dr Liśkiewicz.

Dlatego jego grupa badawcza chce zabezpieczyć urządzenia dużej mocy przed awariami. Zabezpieczenia mają być pewniejsze niż dotychczas stosowane, a przy tym dużo tańsze w eksploatacji. Grant Lider ma nam sfinansować opracowanie prototypu zabezpieczenia, który zostanie opatentowany, jako własność intelektualna uczelni i będzie gotowy do pokazania firmom, które zdecydują się na komercjalizację tego patentu. Prototypowe stanowisko konstruowane jest na kanwie maszyny używanej niegdyś w przemyśle chemicznym. To sprężarka dużej mocy, która służyła do utrzymania wysokiego ciśnienia niezbędnego do funkcjonowania elementów automatyki. Agregat został wyłączony z eksploatacji i służy celom badawczym.

Uczonym udało się nawiązać współpracę z University of Cambridge. Tamtejsi inżynierowie badają sprężarki w słynnym Whittle Laboratory. Na stanowiskach sprężarki samochodowej wykonują pomiary, które pozwolą zaprojektować niezbędne sterowniki dla tego typu maszyn. Współpraca bazuje na kontaktach nawiązanych przez dra Grzegorza Liśkiewicza podczas wyjazdu Top 500 Innovators. Łódzki innowator przyznaje, że to wymierna korzyść dla uczelni związana z wyjazdami pracowników na zagraniczne staże. W przyszłości liczy na kontakty z polskim przemysłem, łódzki Technopark, oraz pomoc Centrum Transferu Technologii PŁ, które jest spółką niezależną od uczelni i miało swój udział w powstaniu wielu firm technologicznych - spółek wiedzy.

(PAP - NAUKA W POLSCE)