№ 49 Відділ комплексних енерготехнологій

– енергетика та енергоефективність;

– раціональне природокористування;

– нові речовини і матеріали.

Напрями наукових досліджень відділу відповідають пріоритетним напрямам розвитку науки і техніки, що визначені Законом України «Про пріоритетні напрями розвитку науки і техніки», а саме:

1 – національна безпека і оборона;

2 – фундаментальні наукові дослідження з найбільш важливих проблем розвитку науково-технічного, соціально-економічного, суспільно-політичного, людського потенціалу для забезпечення конкурентоспроможності України у світі та сталого розвитку суспільства і держави;

4 –  енергетика та енергоефективність;

5 – раціональне природокористування.

Наукові дослідження відділу відповідають пріоритетним тематичним напрямам наукових досліджень і науково-технічних розробок, визначеними Кабінетом Міністрів України, а саме:

˗ фундаментальні проблеми фізики, астрофізики, матеріалознавства, атомної енергетики та радіаційної безпеки;
˗ системи генерації і транспортування електричної та теплової енергії;
˗ технології розроблення та використання нових видів палива, відновлюваних і альтернативних джерел енергії та видів палива;
˗ енергоефективність і енергозбереження, ринки енергоресурсів;
˗ екологічно збалансована енергетична безпека.

Дослідження, що проводяться у відділі комплексних енерготехнологій, є унікальними як з точки зору фундаментальної, так і прикладної науки.

Відділ створено у 2023 р. шляхом об’єднання двох наукових підрозділів – відділу нетрадиційних енерготехнологій та відділу загальнотехнічних досліджень в енергетиці.

Відділ нетрадиційних енерготехнологій створено у 2001 році з метою дослідження теоретичних та методологічних основ інтенсифікації фізико-хімічних процесів для удосконалення наявних та розробки нових ефективних екологічно чистих технологій і обладнання для видобування, переробки та спалювання вуглеводневих енергоносіїв.

Результати досліджень та технології, які було створено на їх основі, добре відомі та впроваджуються в Україні та за кордоном:

1. Створено єдиний методологічний підхід до організації фізико-хімічних та хіміко-технологічних процесів, при якому їх інтенсифікація здійснюється шляхом об’єктно-орієнтованої активації, при цьому речовини-активатори та/або додаткова енергія утворюються саме під час протікання лімітуючих стадій цих процесів і безпосередньо в середовищах, в яких вони відбуваються. Реалізація такого підходу дає змогу здійснювати оптимізацію процесів енергоперетворення та досягати максимального рівня ефективності. Саме цей підхід реалізовано при створенні нових інноваційних технологій підвищення ефективності видобування, переробки та споживання вуглеводневих енергоносіїв.
2. Розвинуто методологію математичного і комп’ютерного моделювання гідродинаміки потоків в’язкої нестисливої рідини в технологіях видобування та переробки вуглеводнів з використанням методу R-функцій, що дозволило провести чисельні дослідження в елементах кавітаційного обладнання та в ізольованих порах для врахування водневої активації в задачах фільтрації.
3. Експериментально та шляхом математичного моделювання доведено, що водень, особливо атомарний, є активатором процесів дифузії та фільтрації, сприяє підвищенню газопроникності колекторів продуктивних пластів у 3-4 рази. Для реалізації водневої активації дифузії в привибійній зоні свердловин запропоновано методи, рецептури та технологічне обладнання для генерації водню з використанням нових типів енергоакумулюючих речовин та ініціаторів горіння.
4. Розроблено методи розрахунку тепломасообмінних процесів під час гідролізу твердих гідрореагуючих речовин та встановлено залежності показників тепломасообміну від кінетичних характеристик газоутворення, коефіцієнта завантаження перерізу генератора водню при тиску в реакційній зоні до 30,0 МПа, що дозволило виконати розрахунки та надати пропозиції щодо конструктивних та режимних характеристик обладнання для реалізації водневої термобарохімічної технології.
5. Удосконалено водневу термобарохімічну технологію обробки привибійної зони продуктивного пласта шляхом генерування водню (особливо атомарного) на всіх активних стадіях термобарохімічної обробки продуктивного пласта як для інтенсифікації дифузійних процесів та підвищення проникності колекторів, так і для здійснення процесів гідрокрекінгу важких вуглеводнів безпосередньо в продуктивному пласті.
6. Теоретично та експериментально доведено, що застосування комплексного водневого і термобарохімічного впливу дозволяє обробляти вугільні горизонти з метою видобування метану зі свердловин, які пробурені з поверхні. У цьому випадку виділення водню шляхом гідролізу гідро-реагуючих речовин знижує обводненість пласта, а запропоновані активатори сприяють горінню водню в пористому просторі вугілля, ініціюючи парокисневу конверсію вуглецю, тим самим збільшуючи пористість і проникність вугільнопородного масиву.
7. Розроблено принципово нову методологію гідрокавітаційної активації гомогенних та гетерогенних середовищ, використання якої дозволяє здійснювати процеси часткового низькотемпературного крекінгу та гідрокрекінгу у вуглеводнях і покладено в основу одержання й спалювання штучних рідких і суспензійних композиційних палив з покращеними фізико-хімічними властивостями.
8. Проведено математичне моделювання течій рідини в модельних каналах гідрокавітаційного обладнання (ГКА), на основі результатів якого було розроблено конструкції гідрокавітаційних та форсункових систем підвищеної ефективності для реалізації технології гідрокавітаційної активації широкої гами рідких вуглеводнів та їх паливних емульсій.
9. На створеній експериментальній установці досліджено вплив ГКА на хіміко-технологічні процеси, які відбуваються в вуглеводнях та вуглеводневовмісних емульсіях. Доведено можливість здійснення процесів низькотемпературного (до 100°С) крекінгу та гідрокрекінгу вуглеводнів при застосуванні гідрокавітаційної активації в технологіях одержання рідких і суспензійних композиційних палив та їх подальшого ефективного розпилювання та спалювання. Це дозволяє додатково залучити до практичного використання некондиційні вуглеводні, фенольну воду, низькореакційне вугілля, відходи жирів та біомасу до створення енергоносіїв з поліпшеними енергетичними й екологічними характеристиками.
10. Створено енерготехнологічний комплекс для визначення ефективності використання ГКА, що дозволяє визначати оптимальні режими роботи електромеханічного обладнання при здійсненні гідрокавітаційного впливу на теплофізичні, гідродинамічні, фізико-хімічні, енергетичні та екологічні показники процесів виробництва та спалювання паливних емульсій і суспензій з високим вмістом промислових вологовмісних відходів, а також встановлювати необхідний рівень інтенсивності гідрокавітаційної активації для отримання композиційного палива із заданими споживчими, теплофізичними та енергоекологічними властивостями.
11. Розроблено технологічний регламент та здійснено дослідно-промислові впровадження технології комплексного водневого і термобарохімічного впливу технології на нафтових, технологічний регламент та здійснено дослідно-промислові впровадження технології комплексного водневого і термобарохімічного впливу технології на нафтових, газоконденсатних та метанових свердловинах України, Китаю, Туркменістану та Грузії, які підтвердили її високу ефективність. Розроблену гідрокавітаційну технологію активації вуглеводневовмісних емульсій і суспензій було апробовано на ряді енергетичних об’єктів України та Польщі, де вона показала високу енергоекологічну ефективність.

Відділ загально технічних досліджень в енергетиці створений за ініціативою першого директора інституту академіка НАН України Анатолія Миколайовича Підгорного та академіка АН УРСР Леоніда Олександровича Шубенка-Шубіна на підставі рішення Вченої ради від 29.12.1984 р., протокол № 9, постановою Президії АН УРСР від 06.02.1985 р. № 63 та наказом директора від 04.03.1985 р. № 29. Відділ загальнотехнічних досліджень в енергетиці, як структурний науковий підрозділ інституту, офіційно почав свою діяльність з 01.04.1985 р.

За період існування співробітниками відділу були одержані такі найбільш вагомі досягнення.

Уперше у вітчизняній практиці розроблено методи комплексного оптимального проектування останнього ступеня турбіни з урахуванням вимог термогазодинаміки, статичної і динамічної міцності, конструювання, технології і регламенту експлуатації, на основі яких створено систему автоматизованого проектування лопаткових апаратів САПР “Лопатка”.

Створено комплекс програм з оптимізації термогазодинамічних характеристик вихлопу (останній ступінь-патрубок) парових турбін великої потужності з урахуванням втрат енергії у вихлопному патрубку, в умовах змінного режиму їх функціонування.

Створено методичні основи і розроблено систему багаторівневої і багатокритеріальної оптимізації та ідентифікації параметрів і характеристик енергетичних установок різного призначення (система Optimum).

Розроблено прогресивну технологію обробки складних криволінійних поверхонь типу турбінних лопаток, яка у кілька разів перевищує продуктивність традиційних технологій та забезпечує високу якість їхнього виготовлення.

На основі теоретичних, експериментальних і натурних досліджень електрофізичних явищ у парових турбінах уперше у світовій практиці обґрунтовано існування високої густини електричних зарядів у волого-паровому середовищі при швидкостях потоку, близьких до швидкості звуку.

Створено і продовжує розвиватися новий науковий напрям у теорії і практиці парових турбін – теплоелектрофізика.

Розроблено методи та засоби: вимірювання об’ємної густини зарядів у волого-парових потоках турбін; керування процесами утворення зарядів в проточній частині парових турбін з метою підвищення ефективності та надійності їх роботи.

Створено метод зменшення переохолодження пари в проточній частині за рахунок штучної електризації.

Розроблено теоретичні основи, методи та практичні рекомендації підвищення ефективності і надійності паротурбінних установок за рахунок оптимізації режимних параметрів функціонування ТЕС і ТЕЦ, що працюють у сучасних умовах енергоринку.

Розроблено ресурсозберігаючі технології водопідготовки, безстічні способи водопідготовки та очищення стічних і шахтних вод та розсолів, які відрізняються оптимальним поєднанням традиційних випарних кристалізаційних і принципово нових (мембранних і електромембранних, а також пірокавітаційних) методів обробки розчинів.

Створено прогресивні технології застосування полімерних матеріалів на базі модифікованих поліуретанових, епоксидних і поліефірних композицій холодного затвердіння для хімічного захисту, зміцнення і гідроізоляції поверхонь інженерних будівель, споруд і технологічного обладнання різного призначення, працюючого в енергетиці, на заводах важкого машинобудування, в хімічній промисловості тощо.

Методологія підвищення ефективності хіміко-технологічних процесів технологій видобутку, переробки та спалювання вуглеводневих енергоносіїв

1. Унікальний науково-методологічний підхід до підвищення ефективності хіміко-технологічних процесів (ХТП) в паливних технологіях (DOI: 10.14207/ejsd.2020.v9n4p328).
2. Підвищення ефективності ХТП технології комплексного водневого термобарохімічного впливу на привибійну зону свердловин (Договір 004/2023 ДР 0123U103317).
3. Новаторські конструкції гідрокавітаційного обладнання для підвищення ефективності виробництва та екологічного спалювання композиційних палив при виробництві теплової та електричної енергії (Договір V-10-2020 ДР 0221U105275).

Методологія підвищення ефективності ХТП технологій видобутку, переробки та спалювання вуглеводневих енергоносіїв базується на використанні методів фізико-хімічної активації. Особливо це стосується гетерофазних процесів з хімічними та фазовими перетвореннями, ефективність яких залежить від організації теплових, тепломасообмінних, дифузійних, гідродинамічних та інших умов їх протікання. Зазначені процеси частіше всього багатостадійні, тобто складаються з декількох паралельних та (або) послідовних стадій. Підвищення ефективності таких процесів здійснюється за рахунок впливу на лімітуючі стадії методами активації шляхом додавання в систему додаткової енергії або речовин-активаторів.

З використанням зазначеної методології вдосконалено технологію комплексного водневого термобарохімічного впливу для збільшення видобутку вуглеводнів. Технологію побудовано на організації багатостадійного ХТП, під час якого у привибійній зоні свердловини відбувається серія хімічних реакцій горючо-окиснювальних сумішей та гідрореагуючих речовин (які доставляються у  зону протікання процесу у вигляді наносуспензій).

Доведено, що водень, який генерується на початковій стадії термохімічного процесу, є активатором процесів дифузії та фільтрації, покращує проникність колектора і сприяє фільтрації хімічно активних компонентів у пласт, де відбуваються їх вторинні реакції з мінеральною частиною пласта і кольматантами. На високотемпературній стадії процесу, яка підтримується на рівні 250-350°С  шляхом використання активаторів горіння, в умовах високого тиску, в присутності активованого водню, каталізаторів та активаторів горіння, реалізується процес гідрокрекінгу асфальтосмолопарафінових відкладень з утворенням газових і дистилятних фракцій. Ефективність використання зазначеного ХТП досягається шляхом забезпечення необхідних рівнів хімічних та теплофізичних параметрів впливу на привибійну зону пласта на кожній із стадій ХТП, особливо на тих, на яких генерується водень (водневі стадії).

Зазначену методологію також використано для підвищення ефективності ХТП виготовлення та спалювання композиційних палив. Зокрема, розроблений метод гідрокавітаційної активації використано при створенні низки форсунок для розпилювання в’язких рідин або паливних суспензій. Основною відмінністю розроблених пневмогідровихрових форсунок від існуючих пневмомеханічних є те, що подачу диспергованої рідини організовано плівковим методом із закруткою потоку. При тангенційній подачі розпилюючого агента (повітря) з високою швидкістю в камері змішування форсунки відбувається інтенсивне вихроутворення з виникненням локальних зон знижених тисків та гідрокавітаційної активації розпилюваних палив. Це забезпечує ефективне диспергування рідини та більш якісне змішування високов’язкого палива з окислювачем. Попередні випробування якості процесів розпилювання модельної рідини проводилися на пневмогідровихрових форсунках, отриманих за допомогою 3-D друку.

Дослідження за цим напрямом проводилися фахівцями відділу комплексних енерготехнологій у період 2020-2024 рр. під загальним керівництвом чл.-кор. НАН України О.В. Кравченка у складі наукових груп під керівництвом: чл.-кор. НАН України Тареліна А.О. (дослідження кавітаційного впливу на фізико-хімічні властивості рідин), к.т.н., с.н.с. Велігоцького Д.О. (підвищення ефективності водневого термобарохімічного впливу на продуктивний пласт нафтогазових свердловин), к.т.н., с.н.с. Гомана В.О. (проектування та розрахунок гідрокавітаційного обладнання).

Інститут надав всю необхідну наукову інфраструктуру для проведення цих досліджень, яка включає розрахункові потужності та обладнання для проведення експериментальних досліджень.

Також Інститут з початком повномасштабного вторгнення агресорів брав активну участь у розширенні ділових контактів з університетами, що розташовані на заході України, зокрема з Тернопільськім національним педагогічним університетом імені Володимира Гнатюка та Ужгородським національним університетом, що дозволило, релокувати частину співробітників і обладнання і повноцінно проводити дослідження в цьому напрямку, розширити їх тематику, а також збільшити аудиторію розповсюдження інформації про їх результати та пул потенційних об’єктів впливу.

Отримано низку проривних і новаторських результатів міжнародного рівня, спрямованих на підвищення ефективності технологій видобутку, переробки і використання вуглеводневих та альтернативних енергоносіїв. Зазначені результати є ключовими в технологіях різних галузей промисловості, зокрема в енергетиці, нафтовидобувній та нафтопереробній галузях, комунальному господарстві та ін. Результати, отримані протягом 2020-2024 рр., безпосередньо впливають на забезпечення національної енергонезалежності, зниження екологічного навантаження на навколишнє середовище від промислових об’єктів, впровадження ресурсозберігаючих технологій, розвиток наукоємних технологій та ін.

Характер впливу, його якісні та кількісні показники:

1. Проведено роботи з науково-технічного супроводження впровадження технології комплексного водневого термобарохімічного впливу на привибійну зону продуктивних горизонтів нафтових свердловин родовищ Oil Rocks, Narimanovneft, Absheronneft та ін. Виробничого об’єднання «Азнефть» SOCAR (Республіка Азербайджан). Свердловини зазначених нафтових родовищ характеризуються низькими пластовими тисками та слабоконсолідованими колекторами, схильними до руйнування та винесення механічних частинок породи в стовбур свердловин. Укладено договір на промислове впровадження технології комплексного водневого термобарохімічного впливу на 40 нафтових свердловинах в республіці Азербайджан. На даний час зазначена технологія успішно реалізована на 13 свердловинах. Проводяться роботи з узгодження щодо подальшого впровадження технології на промислах Азербайджану.

Ефект досягається за рахунок використання гідрореагуючого складу у вигляді воденьгенеруючих наносуспензій на основі алюмогідриду натрію (NaAlH4), які в хіміко-технологічних процесах стають не тільки джерелом водню як активатора процесів дифузії та фільтрації, але й одночасно сприяють хімічному зміцненню породи-колектора. У результаті збільшуються міжремонтні інтервали, пов’язані з очищенням привибійної зони від піску та усуненням наслідків впливу механічних домішок на свердловинне обладнання.

2. Запропоновано підхід, що дозволяє збільшити видобуток нафти із свердловин, низький дебіт яких спричинений кольматацією свердловини сульфатом барію ще на етапі буріння. Це досягається шляхом використання хелатуючих сполук під час високотемпературної лужної стадії обробки привибійної зони свердловини.

Експериментальні дослідження, в яких використовувалися як природні керни гірської породи, так і модельні штучні з максимально наближеними до природних за мінералогічними, морфологічними та фільтраційно-ємнісними характеристиками, виготовлені за  власною    методологією, довели, що новий підхід дозволяє долати кольматацію, в тому числі буровими розчинами, а також відновлювати проникність привибійної зони свердловини практично до початкових значень.

Пілотне випробування запропонованого підходу також пройшло в рамках контракту з впровадження технології на нафтових свердловинах Виробничого об’єднання «Азнефть» SOCAR (Республіка Азербайджан). Добовий видобуток нафти з оброблених свердловин збільшився на 30-80%, зокрема додатковий дебіт свердловини з частковою баритовою кольматацією становить 70 %.

3. У 2026 році узгоджується алгоритм впровадження удосконаленої технології на нафтових свердловинах ПАТ «Укрнафта». Широке впровадження технології, особливо при відновленні роботи зупинених у час війни свердловин, дозволить збільшити видобуток вуглеводнів в Україні, що сприятиме підвищенню енергетичної безпеки країни.
4. Розроблено та створено дослідні зразки новаторських пневмогідровихрових форсунок для розпилювання вуглеводневих та композиційних палив різної в’язкості. Головною особливістю даних форсунок є можливість регулювання куту розкриття розпилюваного факелу в залежності від властивостей палива та техніко-конструктивних особливостей енергогенеруючого обладнання, на якому відбувається спалювання енергоресурсів, з метою підвищення ефективності процесів горіння та зниження шкідливих викидів в атмосферу у складі димових газів.
5. На випробувальному стенді ДТЕК Курахівської ТЕС проведено експериментальні дослідження, результати яких довели високу якість розпилювання створеної форсунки з витратними показниками 1,5 м3/год, що характеризується великою дисперсністю крапель та гомогенністю факелу. Проведено промислові вогневі випробування розробленої форсунки на енергетичному котлі ДТЕК Курахівська ТЕС. Результати досліджень процесів спалювання мазуту при виведенні котлоагрегата на розрахункові режими роботи довели можливість економії до 6-7 % вуглеводнів, а також суттєвого зниження шкідливих викидів в атмосферу у складі димових газів (СО – 73 %, NОx – 12 %) у порівнянні з горінням, що забезпечують наявні механічні форсунки.

Створені гідровихрові форсунки дозволяють розпилювати не тільки палива з високою в’язкістю та наявністю в них твердої фази, але й забезпечують стабільність та якість їх диспергування при невеликих витратах – від 15 літрів на годину. Це дозволяє створювати енергоустановки малої потужності, які працюють на сумішевих паливах (в тому числі водовугільних суспензіях) для  використання в приватному секторі та на підприємствах з різним рівнем енергоспоживання. Широке впровадження таких установок дозволяє підтримувати енергетичний баланс та корелює з концепцією розвитку енергетики в Україні шляхом впровадження розподіленої генерації.

1) Розвиток наукових основ застосування методів активації для підвищення ефективності фізико-хімічних процесів в технологіях видобутку і використання традиційних та альтернативних енергоносіїв (шифр: № ІІІ-2-18) – відомча тематика.

Термін виконання – 2018-2022 рр.

Науковий керівник – Кравченко Олег Вікторович, завідувач відділу, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, член-кореспондент НАН України.

Результат виконання НДР.

Розроблено алгоритми уточнення комп’ютерних моделей термобарохімічного впливу з урахуванням ефекту водневої активації процесів дифузії в нафтогазоносних пластах. Удосконалено склади ГОС та ГРР для забезпечення більшої керованості термобаричних умов під час  водневої термобарохімічної обробки привибійної зони свердловини. Одержано залежності збільшення проникності кернів різної літології  від видів та режимів водневого термобарохімічного   впливу. Для удосконалення методики математичного моделювання в елементах  енергетичного обладнання з використанням структурних методів розроблено  нові конструктивні засоби структурних методів для урахування особливостей розв’язків крайових задач. Для розвитку наукових основ застосування гідрокавітаційної активації композиційних палив визначено закономірності активаційного ефекту в залежності від типів кавітаційних пристроїв, складу палив та режимів їх обробки.

Створено нові зразки композиційних палив та гідровихрові форсунки для ефективного їх розпилювання в камерах згоряння. Для збільшення ресурсу роботи форсунок при спалювання суспензійних палив з великим вмістом твердої фази удосконалено методику проектування  нових  видів гідровихрових форсунок. Для підвищення енергоекологічних показників горіння композиційних палив з використанням водню, як активатора процесів горіння удосконалено комплексну технологію одержання водню з водовугільної пульпи, борогідриду  натрію і за допомогою металосплавів. Удосконалено теплову схему роботи технологічної лінії  шляхом  використання  тепла  хімічних реакцій та використання екзотермічного процесу нейтралізації рідких продуктів реакції.

Форми визнання результатів НДР

Статті 42, конференції 40, патенти  1.

Звіт про НДР схвалено на засіданні вченої ради ІПМаш НАН України

Наслідки.

Результати виконання НДР можуть бути використані «НАК «Нафтогаз України», вітчизняними та іноземними нафтогазовидобувними компаніями для вибору методів і прогнозування результатів інтенсифікації видобутку вуглеводневих енергоресурсів. Результати досліджень процесів створення та спалювання нових видів композиційних палив із застосуванням активаторів горіння можуть бути використані при впровадженні нових екологічно безпечних ресурсозберігаючих технологій паливоспоживання в теплоенергетичній та інших галузях промисловості.

2) Розробка методології комплексної екологічно безпечної енерготехнологічної переробки некондиційних рідких вуглеводнів та водних органо-мінеральних стоків (шифр: ІІІ-10-20) – відомча тематика.

Термін виконання – 2020-2022 рр.

Науковий керівник – Кравченко Олег Вікторович, завідувач відділу, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, член-кореспондент НАН України.

Результат виконання НДР.

Проведено експериментальні дослідження, за результатами яких на основі хімічного складу зазначених вод з урахуванням фізико-хімічних та енергоекологічних властивостей розроблено класифікацію стічних вод, що містять одночасно мінеральні та органічні забруднюючі домішки, в основу якої покладено значення мінералізації води. Згідно розробленої класифікації розроблено алгоритм переробки зазначених стоків, який включає попередню підготовку вод, мембранне та випарне концентрування, галургічне відділення мінеральних солей з відповідним концентруванням органічних домішок, приготування композиційного палива на основі горючого компоненту та залишку стічної води з відповідними органічними речовинами.

З використанням методології гідрокавітаційної активації розроблено спосіб виробництва пічного (котельного) палива на основі кубових залишків нафтопереробки та інших видів некондиційних вуглеводнів. Підвищено ефективність технології попередньої підготовки промислових стоків різноманітного походження із значною кількістю органо-мінеральних забруднень при значних концентраціях розчиненого заліза шляхом використання  розробленої додаткової стадії електрохімічного знезалізнення. Розроблено спосіб одержання інертних анодів з підвищеним ресурсом експлуатації.

Розроблено методологію формування технологічних регламентів при підготовці до впровадження нових ресурсозберігаючих екологічно безпечних технологій термічного знешкодження промислових відходів у складі композиційного палива. Використання  цієї методології суттєво спрощує складання технологічних регламентів промислового впровадження нових ресурсозберігаючих екологічно безпечних технологій та   енерготехнологічної переробки стоків різноманітного походження.

Форми визнання результатів НДР

Статті 11, конференції 11.

Звіт про НДР схвалено на засіданні вченої ради ІПМаш НАН України

Наслідки.

Результати виконання НДР можуть бути використані ПАТ «Укрнафта», АТ «Укргазвидобування», вітчизняними та іноземними нафтогазовидобувними та нафтопереробними та енергогенеруючими підприємствами для ефективної енергоекологічної переробки промислових стоків з можливістю додаткової теплової енергії. Розроблені методи виробництва та спалювання композиційних паливних сумішей можуть бути впроваджені муніципальними очисними спорудами та іншими компаніями теплоенергетичної галузі для знешкодження стоків вогневим методом при виробництві теплової та електричної енергії.

3) Виконання авторського наукового супроводження робіт з впровадження технології комплексного водневого термобарохімічного впливу на привибійну зону продуктивного горизонту нафтових свердловин (шифр: 004/2023) – замовник ООО «STP-S», Азербайджан.

Термін виконання – 2023 р.

Науковий керівник – Кравченко Олег Вікторович, завідувач відділу, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, член-кореспондент НАН України.

Розроблено технологічні рекомендації щодо ефективного впровадження технології термобарохімічного  впливу на привибійну зону продуктивного пласта нафтових свердловин з метою підвищення нафтовіддачі. Зазначені технологічні рекомендації сприятимуть збільшенню міжремонтних інтервалів, пов’язаних з очищенням привибійної зони від піску та усуненням наслідків впливу механічних домішок на свердловинне обладнання.

Здійснено авторський нагляд з промислового впровадження технології КВТБХВ на 20 нафтових свердловинах родовищ республіки Азербайджан.

Результат НДР – попереднє середнє підвищення дебіту свердловин до 40 %.

Наслідки.

Результати виконання НДР можуть бути використані «НАК «Нафтогаз України», вітчизняними та іноземними нафтогазовидобувними компаніями для інтенсифікації видобутку вуглеводневих енергоносіїв з використанням термобарохімічних технологій.

4) Розробка та виготовлення комплекту гідровихрових форсунок для проведення пілотних експериментальних випробувань якості їх роботи на енергетичному котлі Курахівської ТЕС (шифр: V-10-2020) – замовник ТОВ «ДТЕК Східенерго».

Термін виконання – 2020 р.

Науковий керівник – Кравченко Олег Вікторович, завідувач відділу, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, член-кореспондент НАН України.

Результат виконання НДР

Розроблено та створено дослідні зразки гідрокавітаційних форсунок для розпилювання вуглеводневих та композиційних палив різної в’язкості з витратою 1,5 м³/год. Головною особливістю даних форсунок є можливість регулювання куту розкриття розпилюваного факелу в залежності від техніко-конструктивних особливостей енергогенеруючого обладнання, на якому відбувається спалювання енергоресурсів, з метою підвищення ефективності процесів горіння та зниження шкідливих викидів в атмосферу у складі димових газів.

Проведено стендові дослідження та вогневі випробування розроблених зразків форсунки на енергетичному котлі ТП-102 ДТЕК Курахівської ТЕС. Результати досліджень процесів спалювання мазуту в енергетичному котлі довели можливість економії до 6-7 % вуглеводнів при виведенні котлоагрегату на розрахункові теплові режими, а також суттєвого зниження шкідливих викидів в атмосферу у складі димових газів (СО – 73 %, NОx – 12 %) у порівнянні з  горінням, що забезпечують наявні механічні форсунки.

Наслідки.

Результати виконання НДР можуть бути використані вітчизняними ТЕЦ для підвищення ефективності спалювання вуглеводневих енергоресурсів та зниження шкідливих викидів в атмосферу при виробництві теплової та електричної енергії.

5) «Удосконалення методів оптимізації, контролю та управління термогазодинамічними та електрофізичними процесами, властивостями та якістю робочого тіла на різних стадіях технологічного циклу паротурбінних установок» (шифр: № ІІІ-55-14)

Замовник – Національна академія України

Термін виконання: 01 січня 2014 р. – 31 грудня 2018 р.

Науковий керівник роботи

Тарелін Анатолій Олексійович, член-кореспондент НАН України, д.т.н., проф., головний науковий співробітник, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України

Результат виконання НДР

Розроблено методи оптимізації, ідентифікації, контролю та управління термогазодинамічними та електрофізичними процесами паротурбінних установок з урахуванням активації або деактивації електризації робочого середовища. Оптимальне зниження температури промперегріву в діапазоні 10-30  °С від номінальної, в залежності від навантаження, приводить до економії палива на 1-2,5 %, а цілеспрямована активація (деактивація) електризованої пари дозволить підвищити ККД циліндру низького тиску на 0,7-1%.

Форми визнання результатів НДР

Монографії 2, статті 25, конференції 7, патенти  4.

Звіт про НДР схвалено на засіданні вченої ради ІПМаш НАН України

Наслідки.

Результати виконання НДР впроваджено на Зміївський ТЕС, Харківська обл.  В подальшому вони можуть використовуватись для підвищення ефективності та надійності роботи паротурбінних установок ТЕС і ТЕЦ України при виробництві теплової та електричної енергії.

6) «Підвищення ефективності перетворень та використання енергії в процесах підготовки живильної води для ТЕС і ТЕЦ» (шифр: № ІIІ-98-17).

Замовник – Національна академія України

Термін виконання: 01 січня 2017 р. – 31 грудня 2021 р.

Науковий керівник роботи

Тарелін Анатолій Олексійович, член-кореспондент НАН України, д.т.н., проф., головний науковий співробітник, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України

Результат виконання НДР

Розроблено методи інтенсифікації процесів водопідготовки на ТЕС і ТЕЦ за рахунок впливу зовнішніх енергетичних полів, врахування напрямку гравітаційного поля, які зменшують втрати енергії на подачу води, продовжують терміни експлуатації мембран у 3 – 3,5 рази і на 10 – 15% збільшують продуктивність лінії водопідготовки при тій же глибині очищення води.

Форми визнання результатів НДР

Монографії 2, статті 29, конференції 11, патенти  1.

Звіт про НДР схвалено на засіданні вченої ради ІПМаш НАН України

Наслідки.

Результати виконання НДР можуть використовуватись вітчизняними ТЕС, ТЕЦ та іншими енергогенеруючими компаніями для підвищення ефективності роботи енергетичного обладнання при виробництві теплової та електричної енергії.

7) «Розробка методів підвищення ефективності енергоблоків ТЕЦ за рахунок впровадження парогазових технологій» (шифр: II-14-20).

Замовник – Національна академія наук України

Термін виконання: 01 січня 2020 р. – 31 грудня 2021 р.

Науковий керівник роботи

Русанов Андрій Вікторович, академік НАН України, д.т.н., проф., директор, Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України

Результат виконання НДР

Для доводки параметрів базової газотурбінної установки з умовою включення її в паротурбінний блок ТЕЦ створено ідентифіковану математичну модель енергоустановки ГТЕ-60А, що адекватно відображує характеристики її функціонування в усьому діапазоні режимів роботи з відхиленням результатів розрахунку від експериментальних даних не більше 1,5%. Її впровадження дозволить скоротити кількість натурних випробувань (до 10%), замінивши їх на розрахункові дослідження, і скоротити енерговитрати з розрахунку: час проведення одного етапу випробувань для визначення теплотехнічних характеристик ГТД (ГТЕ) – 5 годин, при цьому середня витрата палива – 9500 кг/год.

Форми визнання результатів НДР

Статті 1, конференції 1.

Звіт про НДР схвалено на засіданні вченої ради ІПМаш НАН України.

Наслідки.

Результати виконання НДР можуть використовуватись вітчизняними ТЕЦ для підвищення ефективності проведення випробувань енергетичного обладнання та зниження витрат енергоресурсів на їх проведення.

8)  «Проведення промислових досліджень з енергоефективності та екологічності технології гідрокавітаційної активації вуглеводнів при виробництві й спалюванні композиційного палива на основі активного мулу комунальних очисних споруд» (шифр ІІ-2-18).

Замовник – Національна академія наук України

Термінвиконання: 2018 р.

Науковий керівник роботи

Кравченко Олег Вікторович, Завідувач відділу, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, член-кореспондент НАН України.

Результатвиконання НДР

Розроблено енергоефективний та екологічно безпечний метод гідрокавітаційної активації вуглеводнів при виробництві та спалюванні композиційного палива на основі мулових осадів муніципальних очисних споруд. Використання зазначеного методу дає змогу утилізації промислових і комунальних відходів вогневим методом та отримання додаткової теплової енергії при спалюванні нових видів композиційних палив.

Проведено промислові пілотні випробування енерготехнологічного комплексу при спалюванні досліджуваного композиційного палива на промисловому паровому котлі сертифікованої дослідної лабораторії ТОВ МВВФ «Енергетик».

Форми визнання результатів НДР

Статті 2, конференції 4.

Звіт про НДР схвалено на засіданні вченої ради ІПМаш НАН України.

Наслідки.

Результати виконання НДР можуть бути впроваджені муніципальними очисними спорудами та іншими компаніями теплоенергетичної галузі для знешкодження стоків вогневим методом при виробництві теплової та електричної енергії.

9) «Створення перспективної водневої технології підвищення дебіту та глибини вилучення нафти шляхом використання воденьгенеруючих наносуспензій» (шифр ІІ-94-16).

Замовник – Національна академія наук України

Термінвиконання – 2018 р.

Науковий керівник роботи

Мацевитий Юрій Михайлович, академік НАН України, д.т.н., проф., радник при дирекції Інституту проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України.

Результат виконання НДР

Розроблено методику математичного 3-D моделювання, яка призначена для проведення досліджень процесу відновлення проникності кернів гірської породи, які насичувалися водонафтовою емульсією, шляхом фільтрації через них воденьгенеруючої суспензії.

Розроблено технологічний регламент використання воденьгенеруючих суспензій при проведенні обробки продуктивного горизонту нафтогазових свердловин у вигляді стадії технології КВТБХВ. Дана розробка призначена для регламентування послідовності виконання технологічних операцій з прямого закачування в продуктивні горизонти свердловин воденьгенеруючих суспензій з метою інтенсифікації видобутку вуглеводнів.

Форми визнання результатів НДР

Статті 7, конференції 17.

Звіт про НДР схвалено на засіданні вченої ради ІПМаш НАН України.

Наслідки.

Результати виконання НДР можуть бути використані «НАК «Нафтогаз України», вітчизняними та іноземними нафтогазовидобувними компаніями для вибору методів і прогнозування результатів інтенсифікації видобутку вуглеводневих енергоресурсів.

10). «Удосконалення методу отримання живильної води з розсолів та шахтних вод» (шифр ІІІ-22-23).

Замовник – Національна академія наук України

Термінвиконання – 2023 р.

Науковий керівник роботи

Михайленко Володимир Григорович, к.т.н., доцент, старший науковий співробітник Інституту проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України.

Результат виконання НДР

На флотаційному стенді досліджено придатність процесів напірної флотації та відстоювання при відділенні гідроксидів металів від високомінералізованих вод та розсолів. Встановлено, що у розсолах та високо мінералізованих шахтних водах розчинність повітря є недостатньою для протікання процесів напірної флотації. Доведено, що попередня магнітна обробка розсолу дозволяє зменшити необхідну дозу коагулянту та пришвидшити процес осідання пластівців. Підтверджено механізм накопичення розчинних сполук феруму при протіканні вод крізь залізовмісні породи. Розроблено спосіб вилучення сполук феруму з високомінералізованих вод електролізом з інертним анодом, процес одержання інертних металоксидних анодів, що не містять благородних металів.

Форми визнання результатів НДР

Статті 3, конференції 2.

Звіт про НДР схвалено на засіданні вченої ради ІПМаш НАН України.

Наслідки.

Розроблено спосіб прискореного розділення суспензії гідрооксидів металів у розсолах, впровадження якого дозволить замінити більшу частину фільтрів відстійниками. Це приведе до зменшення капітальних витрат на стадії підготовки розсолу на 20 % та експлуатаційних витрат на 10 %.

11). «Обстеження та аналіз причин незадовільної роботи системи охолодження вітряних турбін потужністю 4,5 мВт з видачею рекомендацій з її покращення» (шифр V-6-2025)

Замовник – ТОВ «ФВТ-Сервіс».

Термін виконання – 2025 р.

Науковий керівник роботи

Михайленко Володимир Григорович, к.т.н., доцент, старший науковий співробітник Інституту проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного НАН України.

Результат виконання НДР

З метою встановлення причин інтенсивної корозії системи охолодження теплообмінного обладнання вітротурбіни ВЕУ 029 потужністю 4,5 МВт проведено обстеження його роботи у порівнянні з роботою обладнання вітротурбіни ВЕУ 015 потужністю 3,5 МВт. Відібрано проби антифризу свіжого та відпрацьованого з теплообмінників зазначених вітротурбін, а також зразки шламу та матеріалу алюмінієвих радіаторів. В лабораторії ІЕМС НАН України проведено корозійні випробування. Доведено, що головною причиною нестійкості алюмінієвих радіаторів, а відтак, і виходу з ладу обладнання, що охолоджується, є присутність у контурах охолодження устаткування мідного теплообмінника для охолодження масла головного редуктора. При цьому все обладнання замкнене електрично через заземлення. Причиною, яка активує та значно прискорює електрохімічну корозію алюмінію є збільшення температури охолоджувальної рідини.

Форми визнання результатів НДР

Звіт про НДР схвалено Замовником та на засіданні вченої ради ІПМаш НАН України.

Наслідки.

Замовнику запропоновано провести реконструкцію систем охолодження вітротурбін потужністю 4,5 МВт.

Підготовлено 1 доктора наук, та 4 кандидати наук.

Монографії:

1. Інноваційні технології децентралізованої генерації енергії з низько реакційних палив / В. Федорейко, Р. Горбатюк, М. Рутило, І. Іскерський, О. Каліщук, О. Кравченко, А. Авраменко, В. Гоман // Тернопіль: Осадца Ю. В., 2025. 404 с. ISBN 978-617-8060-84-8.
2. Tarelin A.O. (2024). .Heat-electrophysical processes in steam turbines. – Kyiv: Akademperiodika, 140 p., ISBN 978-966-000-000-0.
3. Constructive tools for mathematical and computer modeling of physical and mechanical fields in the areas of complex shape / Igor Baranov, Oleg Kravchenko, Iryna Suvorova, Vitalii Goman, Dmytro Veligotskyi // Kyiv: Akademperiodyka, 2023. ISBN 978-966-360-489-3. DOI: https://doi.org/10.15407/akademperiodyka.489.156/
4. Тарелин А. А. Теплоэлектрофизические процессы в паровых турбинах / А. А. Тарелин; НАН Украины; Институт проблем машиностроения. – Харьков: ФЛП Иванченко И. С., 2020. – 184 с.– ISBN 978-617-7879-29-8.
5. Энерго- и ресурсосберегающие технологии в энергетике и энергомашиностроении / А.А. Тарелин, И.Е. Аннопольская, Н.В. Сурду, В.П. Скляров, В.Г. Михайленко, Т.Н. Паршина, А.Е. Хиневич. – Под ред. чл.-кор. НАН Украины А.А. Тарелина. – ISBN 978-966-00-1533-3. – К.: Наукова думка, 2017. – 272с.
6. Тарелин А.А. Электрофизические явления и неравновесные процессы в паровых турбинах / А.А. Тарелин, В.П. Скляров // Электрофизические явления и неравновесные процессы в паровых турбинах.– Харків: Цифрова друкарня ФОП Іванченко І.С., 2011. – 280 с. – ISBN 978-966-02-6237-9.
7. Розробка технологій та технічних заходів для забезпечення надійності постачання вуглеводнів в Україні / О.Є. Божко, Я.В. Коцкулич, О.В. Кравченко, П.І. Огородніков та ін. − Харків: Новое слово, 2010 − 548 с.
8. Створення парових турбін нового покоління потужністю 325МВт / В.Г. Суботін, Є.В. Левченко, В.Л. Швецов, О.Л. Шубенко, А.О. Тарелін, В.П. Суботович. – Харьков: Фоліо, 2009. – 256 с.
9. Тарелин А.А. Основы теории и методы создания оптимальной последней ступени паровых турбин / А.А. Тарелин, Ю.П. Антипцев, И.Е. Аннопольская. – Харьков.: Изд.-полиграф. центр “Контраст”, 2001. – 224с.

Публікації в фахових журналах:

1. Management and Optimization of Bio-Resource Decentralized Energy Generation Under Political Instability / V. Fedoreiko, О. Kravchenko, D. Sala, R. Zahorodnii, M. Pyzalski, R. Dychkovskyi // Energies. 2026; 19(3):737 (Scopus). https://doi.org/10.3390/en19030737.
2. Tarelin, A. O., Annopolska, I. Ye., and Khinievych, O. Ye. (2026). Analysis of the Termodynamic and Condensation Processes in the Low-Potential Section of Steam Turbines and Approaches to Improving their Efficiency. Science and Innovation, 22(2), 32—46 (Scopus). https://doi.org/10.15407/scine22.02.032.
3. Brown coal processing products under hydrocavitation impact / D. Miroshnichenko, P. P. Karnozhytskyi, О. Kravchenko, V. Homan, V. Taranenkova, P. V. Karnozhytskyi // Chemistry & Chemical Technology, 2025, Vol. 19, No. 4, pp. 635–643(Scopus). https://doi.org/10.23939/chcht19.04.635.
4. Mykhaylenko, V. The mechanism of accumulation of ferrum compounds in highly mineralized mine and quarry waters and their purification by electrolysis / Mykhaylenko, V., Antonov O. // Ukrainian Chemistry Journal Vol.91, No6, 2025, pp. 3 – 14. DOI: https://doi.org/10.33609/2708-129X.91.6.2025.3-14.
5. Tarelin, A., Annopolskа, I., Lukianov, Y., Mykhaylenko, V., & Khinievich, O. Enhancing the Efficiency of Steam Turbine Cycles Through the Application of Physical Fields to the Working Fluid. Science and Innovation, 21(3), 2025, P. 39–52 (Scopus). https://doi.org/10.15407/scine21.03.039.
6. Intensifying the process of extraction of humic acids from brown coal by using the hydrocavitation activation methodology / О. Kravchenko, V. Homan, D. Miroshnychenko, P. P. Karnozhytskyi, P.V. Karnozhytskyi // International Journal of Energy for a Clean Environment, 26(4) 2024. Р. 61-75 (Scopus). DOI: 10.1615/InterJEnerCleanEnv.2024053521.
7. Increasing the effectiveness of the hydrogen thermobaric chemical technology for intensifying the production of hydrocarbons by using physico-chemical activation / O.V. Kravchenko, D.O. Veligotskyi, V.A. Goman, I.A. Baranov // International Journal of Energy for a Clean Environment. 24 (2023) 135–147 (Scopus). DOI: https://doi.org/10.1615/InterJEnerCleanEnv.2023046650
8. Tarelin, A., Annopolska, I., Lukianov, Y., Tarelin, A. Assessment of the Second-Order Phase Transition Effect on the Thermal Efficiency of a Theoretical Rankine Cycle. In: Altenbach, H., Gao, XW., Syngellakis, S., Cheng, A.HD., Lampart, P., Tkachuk, A. (eds) Advances in Mechanical and Power Engineering II. CAMPE 2023. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham (Scopus). https://doi.org/10.1007/978-3-031-82979-6_6.
9. Еnvironmentally safe technology for preparing metal oxide anode /Mykhaylenko,V., Gil, Z., Lukianov, Ye., Lukianova, O., Khinevich, O., Antonov, O. // Journal Environmental Problems, 2022, 7(2), р. 78–83 (Scopus). DOI: https://doi.org/10.23939/ep2022.02.078.
10. The Influence of the Organization of Society on the State of the Environment / Mykhaylenko, V., Antonov O. // Environmental Problems, 2022, 7(3), р. 134–139 (Scopus). DOI: https://doi.org/10.23939/ep2022.03.134.
11. Refining the hydrocavitation technology for recycling hydraulic fracturing flowback water by using numerical simulation and physical modeling methods / О. Kravchenko, V. Homan, І. Suvorova, І. Baranov // Procedia Environmental Science, Engineering and Management. 2021. Vol. 8 (1). P. 283-292 (Scopus).
12. Using pneumo-hydrovortex nozzles for effective combustion of liquid boiler fuels / О. Kravchenko, V. Homan, І. Suvorova, І. Baranov // Engineering. Lecture Notes in Mechanical Engineering: Selected papers from the Int. Conference on Advanced Mechanical and Power Engineering (CAMPE-2021), Kharkiv, Ukraine, October 18–21, 2021. Cham, Switzerland: Springer, 2023. P. 67-77 (Scopus). DOI: 10.1007/978-3-031-18487-1_7.
13. Вплив хімічних домішок і механо-хімічної активації на реологічні властивості водовугільних суспензій / О. В. Кравченко, В. О. Гоман, Д. О. Велігоцький, О. В. Сімбірський, А. В. Баштовий // Вуглехімічний журнал. Харків, 2021. № 1. С. 20-27.
14. Tarelin А.О. Identification of a mathematical model for a singleshaft power-generating GTE / А. Tarelin, А. Lyutikov, I. Annopolska //Energetika. – 2021. – T67, Nr. 1-2. – P.1–12. https://doi.org/10.6001/energetika.v67i1.4450.
15. Mykhaylenko, V. (2021). Advanced Technologies For Processing Liquid Waste Of Galurgical Productions / Mykhaylenko, V., Iurchenko,V.,  Antonov, O.,  Lukianova,O., Gil.Z. // Environmental Problems. ­ 2021;Volume 6, Number 1: pp. 1-6 (Scopus). https://doi.org/10.23939/ep2021.01.001, ISSN: 2414-5955.
16. Criteria for assessing the energy-ecological effectiveness of using the sludge of waste treatment plants as components of liquid composite fuels / О. Kravchenko, V. Homan, І. Suvorova, І. Baranov // European Journal of Sustainable Development. 2020. Vol. 9, no. 4. P. 328-336 (Scopus). DOI: 10.14207/ejsd.2020.v9n4p328.
17. Theoretical Foundations of Optimizing Processes in Energy Conversion Systems to Increase the Effectiveness and Ecological Safety of Their Functioning / О. Kravchenko, V. Homan, І. Suvorova, D. Veligotskiy // European Journal of Sustainable Development. 2019. Vol. 8, no. 5. P. 171-179 (Scopus). DOI: 10.14207/ejsd.2019.v8n5p171.
18. Innovative Technologies for Utilization and Disinfection of Waste to Ensure Sustainable Development of Civilization /Irina Suvorova, Oleg Kravchenko, Igor Baranov, Vitaliy Goman// European Journal of Sustainable Development (2018), 7, 4, 423-434 (Web of Science). Doi: 10.14207/ejsd.2018. v7n4p423. ISSN: 2239-5938.
19. Влияние водорода на течение и теплообмен в системе «трещина горной породы – флюид»/ Кравченко О. В., Суворова И. Г., Баранов И. А., Велигоцкий Д. А./ Інтегровані технології та енергозбереження / Щоквартальний науково-практичний журнал. – Харків : НТУ «ХПІ», 2018. – № 3.  С. 35 – 47.
20. Kravchenko О. Hydrocavitational activation in the technologies of production and combustion of composite fuels/ О. Кравченко, I. Suvorova, I. Baranov, V. Goman // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2017, 4 /5 (88), Р. 33 – 42 (Scopus). http://journals.uran.ua/eejet/issue/archive.
21. Kutia M. Improvement of technological mathematical model for the medium-term prediction of the work of a gas condensate field / M. Kutia, M. Fyk, O. Kravchenko, S. Palis, I. Fyk // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2016. – Vol. 5/8(83). – P. 40-48 (Scopus). http://journals.uran.ua/eejet/issue/archive.
22. Кравченко О.В. Метод определения эффективности гидрокавитационной обработки в технологиях производства и сжигания композиционных топлив/ О.В. Кравченко, И.Г. Суворова, И.А. Баранов // Проблемы машиностроения. – 2014. – №2(17). – С. 58 − 62. http://ipmach.kharkov.ua/journal.
23. Кравченко О.В. Перспективные технологии получения и сжигания композиционных топлив на основе методов активации / О.В. Кравченко, И.Г. Суворова, И.А. Баранов, В.А. Гоман // Комунальне господарство міст. Серія «Енергоефективна техніка та технології в житлово-комунальному господарстві». − Харків: Харківський національний університет імені О.М. Бекетова, 2014. − Вип. 118(1). − С. 29 − 33. http://khg.kname.edu.ua/index.php/khg.
24. Кравченко О.В. Совершенствование технологии комплексного воздействия на продуктивные пласты нефтяных и газовых скважин / О.В. Кравченко, Д.А. Велигоцкий, А.Н. Авраменко, Р.А. Хабибуллин // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. − 2014. − № 6/5(72). − С. 4 – 9 (Scopus). http://journals.uran.ua/eejet/issue/archive.
25. Кравченко О. В. Применение ультразвука в технологии предпламенной активации композиционных топлив / О.В. Кравченко, А.И. Глинько // Проблемы машиностроения. − 2014. − Т. 17. – № 4. − С. 51 – 55. http://ipmach.kharkov.ua/journal.
26. Кравченко О.В. Водородная активация в процессах повышения проницаемости нефтегазоносных пород / О.В. Кравченко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. − 2013. − № 1/6 (61). − С. 21 –25 (Scopus). – ISSN 1729-3774. http://journals.uran.ua/eejet/issue/archive.
27. Кравченко О.В. Физическое моделирование тепломассообмена при термохимической водородной обработке призабойной зоны пласта нефтяной или газовой скважины / О.В. Кравченко, Д.А. Велигоцкий, В.Б. Пода // Інтегровані технології та енергозбереження. – 2013. − №1. − С. 27 − 35. http://users.kpi.kharkov.ua/ite/page/archiv-ua.aspx.
28. Кравченко О.В. Комплекс для проведения исследований процессов производства, подготовки и сжигания новых видов композиционных топлив / О.В. Кравченко, И.Г. Суворова, В.А. Гоман, Е.Ю. Мусиенко, А.М. Даниленко // Техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика. − Днепропетровск: Лира ЛТД, 2013. − №5. − С. 150−160. http://ttpt.ktemp.dp.ua/Common/arhttpt.html.
29. Кравченко О. Интенсификация добычи метана угольных месторождений с применением технологии управляемого комплексного водородного и термобарохимического воздействия на призабойную зону пласта / О. Кравченко, Д. Велигоцкий, В. Радченко, Е. Юшков //Геолог Украины. − 2013. − №3 (43) − С. 135 − 140. − ISSN 1727-835X. http://www.geolog.org.ua/ru/geologist-ru.
30. Кравченко О.В. Применение водорода в химических и термохимических технологиях интенсификации добычи углеводородов/ О.В. Кравченко // Промышленность Казахстана. − 2013. − № 6 (81). − С. 58 –62. – ISSN 1608-8425.

 http://cmrp.kz/index.php?option=com_content&view=article&id=89&Itemid=58&lang=ru.

31. Suvorova I.G. Mathematical and computer modeling of axisymmetric flows of an incompressible viscous fluid by the method of R-functions / I. G. Suvorova, O. V. Kravchenko, I. A. Baranov // Journal of Mathematical Sciences. Springer US, 2012. – Vol. 184. – No. 2. – pp. 165-180 (Scopus). http://www.springer.com/mathematics/journal/10958.
32. Non-Conventional Methods of Obtaining Combustible Liquid Fuels / Harold N. Knickle, Oleg Kravchenko, Igor Baranov and Iryna Suvorova // 2015 Spring Meeting & 11th Global Congress on Process Safety (56^d, 7р.) (Scopus). ISBN: 978-0-8169-1089-2.

ПАТЕНТИ на сайті: www.ukrpatent.org:

1. Патент №103686, Україна, МПК (2013.01) F25B 30/00, F25J 1/00 Тепловий насос кріогенного рівня температур/ Мацевитий Ю.М., Горпинко Ю.І., Кравченко О.В., Ільяшов М.О., Агафонов О.В., Кожухов О.Д., Баранов І.А.; заявник і патентоутримувач ІПМаш НАН України. − № а 2012 00661; заявл. 23.01.2012; опубл. 11.11.2013, бюл. № 21.
2. Патент на винахід №101032, Україна, МПК C10L 1/32 (2006.01), F25К 1/02 (2006.01) Спосіб одержання та обробки перед спалюванням водовугільного палива/ Кравченко О.В., Андрієнко К.Ю., Суворова І.Г.; заявник і патентоутримувач ІПМаш НАН України. − № а 2010 14716; заявл. 08.12.2010; опубл. 25.02.2013, бюл. № 4.
3. Пат. 102501, Україна, МПК E21B 43/24 (2006.01), E21B 43/25 (2006.01) Спосіб комплексного водневого та термобарохімічного впливу на привибійну зону продуктивного пласта / Кравченко О.В., Велігоцький Д.О., Мацевитий Ю.М., Сімбірський О.В; заявник і патентоутримувач Науково технічний концерн “Інститут проблем машинобудування” НАН України. − № а 2013 03001; заяв. 11.03.2013; опубл. 10.07.2013, Бюл. № 23.
4. Пат. 101032 Україна, МПК (2013) C10L 1/32, F23K 1/02. Спосіб одержання та обробки перед спалюванням водовугільного палива / Кравченко О.В., Андрієнко К.Ю., Суворова І.Г.; заявник і патентоутримувач Ін-т проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № a 201014716; заявл.08.12.2010; опубл. 25.02.2013, Бюл. № 4.
5. Пат. на корисну модель 89291 Україна, МПК (2014.01) F23D 11/00, B01F 3/00, B01F 5/00. Форсунка-активатор / Кравченко О.В., Суворова І.Г., Баранов І.А., Тарасенко Л.В.; заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. − № u 2013 14346; заяв. 09.12.2013; опубл. 10.04.2014, Бюл. № 7.
6. Пат. 105077, Україна, МПК F25J 1/00 (2014.01) Спосіб змінення густини кріогенних газів і система установок для його здійснення / Мацевитий Ю.М., Горпинко Ю.І., Кравченко О.В., Ільяшов М.О., Агафонов О.В., Кожушок О.Д., Баранов І.А; заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України – № а 2012 07364; заяв. 18.06.2012; опубл. 10.04.2014, Бюл. № 7.
7. Пат. 114935 Україна, МПК (2017.01) С10L 1/32, С10L 10/00 Водовугільне паливо (Україна) / Кравченко О.В., Гоман В.О, Сімбірський О.В., Момот В.І.; заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № а 2015004460; заявл. 07.05.2015; опубл. 28.08.2017, Бюл. № 16. – 4 с.
8. Пат. 113894 (Україна), МПК В01F /16 Гідрокавітаційний пристрій для обробки рідин / Кравченко О.В., Гоман В.О, Сімбірський О.В., Момот В.І.; заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № а 2015004466; заявл. 07.05.2015; опубл. 27.03.2017, Бюл. № 6. – 4 с.
9. Пат. 46250 Украины, МКИ⁶F28В 1/02, 3/06, 9/10. Смешивающий конденсатор / В.В. Соловей, И.В. Стрелков, Г.И. Санина, А.А. Тарелин, Н.В. Сурду, В.П. Скляров (Украина); Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины. – № 2001042909; заявл. 27.04.01; опубл.15.05.02, Бюл. №5. – 8 с.

10.Пат. 47624 Украина, МПК F01 D 25/30. Выхлопное устройство паровой турбины / Тарелин А.А., Скляров В.П.(Украина); Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины. – №201053424; заявл. 22.05.01; опубл. 15.07.2002, Бюл. № 7. – 8 с.

11. Пат. 47643 Украина. МПК Н05 F 3/04. Нейтрализатор статических зарядов / Тарелин А.А., Скляров В.П. (Украина); Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины. – №2001064375; заявл. 22.06.01; опубл.15.07.2002, Бюл. №7. – 8 с.

4.Пат.2385259 СА, МПК F01D 25/30. Device to increase turbine efficiency by removing electric charge from steam / Tarelin A.O. (UA), Skliarov V.P. (UA), Weres O. (US). – №20022385259; заявл. 16.05.2002; опубл.22.11.2002. – 16 с.

12. Пат. 56454 Украина, МПК С02 F 1/48. Устройство для электроимпульсной обработки воды / А. Е. Божко, А.А. Тарелин, Е.А. Личкатый, К.Б. Мягкохлеб (Украина); Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины. – № 2002054278; заявл. 24.05.02; опубл. 15.05.2003, Бюл. №5. – 5 с.
13. Пат. 6698205 US, МПК F01 K17/00. Device to increase turbine efficiency by removing electric charge from steam / A.O. Tarelin (UA), V.P. Skliarov (UA), O. Weres (US). – № 10/147,932; заявл. 16.05.2002; опубл.2.3.2004. – 16 с.
14. Пат.2005207880 US, МПК F01D 25/00, F01D 25/30. Electrostatic method and device to increase power output and decrease erosion in steam turbines /Tarelin A.O. (UA), Skliarov V.P. (UA), Weres O.(US); заявительипатентообладательTarelin A.O. (UA), Skliarov V.P. (UA), Weres O.(US). – №20050034907; заявл. 12.01.2005; опубл.22.09.2005. – 14 с.
15. Пат. 73427 Україна, МПК В22F 9/14, С 3/02F1/46. Пристрій для електроерозійного диспергування металів / Скляров. В.П., Тарелін А.О., Лук’янов В.М. (Україна); Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № 20031212278; заявл. 24.12.03; опубл.15.17.05, Бюл. №7. – 4 с.
16. Пат. 74193 Україна, МПКF01D5/28. Спосіб збільшення ККД парових турбін / Тарелін А.О., Скляров В.П (Україна); Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № 20030103319; заявл. 14.012.03; опубл. 15.11.05, Бюл. №11. – 6 с.
17. Пат. 76376 Україна, МПКВ22FА9/14, В23Н7/00. Пристрій для електроерозійного диспергування металів / А. О. Тарелин, В.П. Скляров, О.І. Князєва (Україна); Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № 200501794; заявл. 28.02.05; опубл. 17.07.06, Бюл. №7. – 7 с.
18. Пат. № 76661 Україна, МПК G01N 33/00, G01N 21/00. Спосіб визначення органічних речовин в очищених водах / Гіль З.П., Князєва О.І., Мазняк З.О., Михайленко В.Г., Тарелін А.О. (Україна). – № 2012 07949; заявл. 27.06.2012; опубл. 10.01.2013. Бюл. №1. – 4 с.
19. Пат. 108185, Україна, МПК С25В 11/16. Спосіб виготовлення малозношуваного аноду / Михайленко В.Г., Тарелін А.О., Князева О.І., Лук’янов Є.Ф., Хіневич О.Є., Гиль З.П. (Україна); заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № а 2014 04973; заявл. 12.05.2014; опубл. 25.03.2015, Бюл. № 6. – 4с.
20. Пат. 105507, Україна, МПК C02F1/00, C02F1/44, C02F9/00. Спосіб безстічної утилізації стічних вод, забруднених мінеральними й органічними речовинами / Тарелін А.О., Кравченко О.В., Михайленко В.Г., Суворова І.Г., Баранов І.А., Тарелін А.А., Антонов О.В., Князева О.І. (Україна); заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № u 201508447; заявл. 28.08.2015; опубл. 25.03.2016, Бюл. №6. – 5с.
21. Пат. України на винахід № 113118, МПК C02F 1/04, C02F 1/20, C02F 1/44, C02F 1/52, C02F 9/02, B01D 61/02, B01D 61/14. Спосіб безстічної утилізації стічних вод, забруднених мінеральними й органічними речовинами / Тарелін А.О., Кравченко О.В., Михайленко В.Г., Суворова І.Г., Баранов І.А., Тарелін А.А., Антонов О.В., Князева О.І. (Україна); заявник і патентоутримувачІнститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – №а 2015 08446; заявл. 28.08.2015; опубл. 12.12.2016, Бюл. №23.
22. Пат. 113131, Україна № МПК F 01 D5/18, F01 D25/32.; Спосіб запобігання утворенню великодисперсної вологи у волого-паровому турбінному ступеню / Тарелін А.О., Орловський В.П., Нечаєв В.В. (Україна); заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – № а 201512161;  заявл. 08.12.2015; опубл. 12.12.15, Бюл. №23 – 5с.
23. Пат. на винахід № 122652 України, МПК C02F1/461 C02F1/58 B01D21/00 C25B15/02. Спосіб очищення полімінеральних розсолів та стічних вод / Михайленко В.Г., Гіль З.П., Лук’янов Є.Ф., Лук’янова О.І., Хінєвич О.Є.; заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. – №а 2020 01471; заявл. 02.03.2020; опубл. 10.12.2020. – Бюл. №23. – 5 с.
24. Пат. України на винахід № 124996, МПК C25B 11/079 (2021.01), C25B 11/02 (2021.01). Спосіб виготовлення малозношуваного анода / В.Г. Михайленко, З.П. Гіль, Є.Ф. Лук’янов, О.І. Лук’янова, О.Є. Хінєвич; заявник і патентоутримувач Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України. –№a202003403; заявл. 04.06.2020; опубл. 22.12.2021,, – Бюл. №51.

Основні сфери досліджень підрозділу:

– розвиток наукових основ застосування методів активації для підвищення ефективності фізико-хімічних процесів в технологіях видобування і використання традиційних та альтернативних енергоносіїв;
– теоретичні основи раціонального використання електрофізичних явищ в теплових машинах і установках різного призначення з метою підвищення ефективності термодинамічних і тепломасообмінних процесів;
– вдосконалення проектування і технологічних процесів створення енергетичних машин та їх основних елементів з використанням сучасних методів оптимізації та ідентифікації;
– розробка теоретичних основ, методів та екологічно чистих технологій обробки водних систем (рідких середовищ) для їх використання в енергетичних та побутових установках.

Наукова робота підрозділу впродовж наступних 5 років буде спрямована на:

– розробку та обґрунтування концепції підвищення ефективності технологічного циклу паротурбінної установки за рахунок зміни фізико-хімічних та теплофізичних параметрів робочого тіла під впливом фізичних полів;
– розробку методики збільшення ефективності одночасного впливу енергії течії води та зовнішніх силових полів на теплофізичні властивості робочого тіла енергоустановок;
– комп’ютерне моделювання процесів гідродинаміки та теплообміну з урахуванням впливу енергії течії води та зовнішніх силових полів та верифікація отриманих результатів за результатами експериментальних досліджень;
– розробку способу та вхідних даних для проектування виробництва калій хлорату з калієвмісних розсолів, рекомендацій з їх впровадження, патентування результатів роботи;
– проведення експериментальних досліджень процесів гідрокавітаційної переробки бурого вугілля з метою екстракції гумінових кислот для використання в сільському господарстві та інших галузях промисловості;
– проведення чисельних та експериментальних досліджень процесів створення та спалювання нових видів композиційних паливних сумішей як заміна традиційних вуглеводневих енергоресурсів при виробництві теплової та електричної енергії;
– використання методів фізичного та математичного моделювання для підвищення ефективності технологій комплексного водневого термобарохімічного впливу на продуктивні пласти нафтових та газових свердловин з метою збільшення їх дебітів;
– теоретичні та експериментальні дослідження з підвищення ефективності процесів одержання водню з енергоакумулюючих речовин для використання в різних галузях, в тому числі інтересах Міністерства оборони України.

Під час наступного періоду буде продовжено теоретичні та експериментальні дослідження за основними напрямами наукової діяльності. Планується вдосконалення конструкційного виконання гідрокавітаційного обладнання з метою підвищення ефективності процесів створення нових видів сумішевих альтернативних палив для зменшення собівартості виробництва теплової і електричної енергії, а також часткової заміни високовартісних дефіцитних вуглеводнів в технологічних процесах різних галузей промисловості та теплоенергетики.

Планується проведення теоретичних та експериментальних досліджень хіміко-технологічних процесів з метою підвищення ефективності технології КВТБХВ на привибійну зону продуктивного пласта нафтогазових свердловин та подальшої підготовки до промислового впровадження на родовищах України та іноземних держав.

Цілі повоєнного відновлення економіки і промисловості України тісно пов’язані із необхідністю застосування інноваційних методів створення та спалювання нових видів альтернативних енергоресурсів при виробництві теплової та електричної енергії. Використання науково-технічних розробок дослідників відділу сприятиме збільшенню бази енергоносіїв за рахунок використання некондиційних вуглеводнів та низько реакційних видів палива, а також зниженню негативного впливу на навколишнє середовище за рахунок знешкодження і утилізації промислових та муніципальних відходів вогневим методом з використанням методології гідрокавітаційної активації.

Використання вдосконалених технологічних підходів технології КВТБХВ може забезпечити значне підвищення дебіту вуглеводневих свердловин з метою зниження дефіциту викопних видів енергоресурсів та забезпечення енергетичної безпеки України.

Результати наукових досліджень відділу можуть використовуватись при підвищенні ефективності роботи енергетичних машин, паротурбінних установок, котельного обладнання теплоенергетичних та інших підприємств. Розробки дослідників відділу в галузі систем водоочистки дадуть змогу значно підвищити ефективність переробки та знезараження стоків різноманітного походження з метою зниження негативного впливу на навколишнє середовище промислових та комунальних підприємств.

Для розширення можливостей проведення якісних комплексних досліджень науковий підрозділ тісно співпрацюватиме з фахівцями Ужгородського Національного університету, Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут», Сумського Державного університету, Тернопільського національного педагогічного університету імені Володимира Гнатюка та інших державних установ і приватних компаній.

В подальшому планується поглиблення співробітництва з іноземними науковими центрами з метою отримання можливості участі у проведенні досліджень за кошти міжнародних інституцій та європейських наукових програм. Разом з дослідниками Інституту матеріалів і механіки машин академії наук Словаччини та Ризького технічного університету планується подача заявок на отримання грантів для проведення досліджень за міжнародними програмами CRDF Global, Horizon Europe, Erasmus та ін.. Також до міжнародної співпраці планується залучення фахівців кафедри хімічної та нафтової інженерії Університету Калгарі, США, кафедри хімічної інженерії Університету Род-Айленд, США та ін..

Передбачається підвищення активності та якості публікаційної діяльності за рахунок опублікування статей у журналах, що індексуються провідними наукометричними базами Scopus і Web of Science з високим ступенем цитування, а також в фахових виданнях України.