Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассмотрены стационарные режимы работы торцевых трубчатых электродов. Дано объяснение образования катодных и анодных струй, являющихся причиной резкого повышения эрозии электродов при увеличении тока дуги. Рассмотрены возможные пути увеличения ресурса непрерывной работы трубчатых электродов. На основании анализа теплофизического взаимодействия пятна дуги с поверхностью электрода показано, как сделать выбор оптимального металла для его изготовления.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Жуков М.Ф., Коротеев А.С., Урюков Б.А. Прикладная динамика термической плазмы. ¾ Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1975. ¾ 179 с.
2. Колонина Л.И., Смоляков В.Я. Вращательное движение приэлектронных участков и особенностей расположения столба дуги в плазмотроне с вихревой газовой стабилизацией // ПМТФ. ¾ 1965. ¾ № 3. ¾ С. 80- 84.
3. Жуков М.Ф., Засыпкин И.М., Михайлов Б.И. и др. Электродуговые генераторы термической плазмы. ¾ Новосибирск: Наука. Сиб. предпр. РАН, 1999. ¾ 712 с. ¾ (Низкотемпературная плазма. Т. 17).
4. Жуков М.Ф., Смоляков В.Я, Урюков Б.А. Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны). ¾ М.: Наука. 1973. ¾ 233 с.
5. Карелоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. ¾ М.: Наука. 1964. ¾ 488 с.
6. Калашников С.Г. Электричество. ¾ М.: Наука. 1964. ¾ 667 с.
7. Роуз Д.Дж., Кларк М. Физика плазмы и управляемые термоядерные реакции. ¾ М.: Госатомиздат. 1963. ¾ 488 с.
8. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. ¾ М., Ижевск: НИЦ “Регулярная и хаотическая динамика”. ¾ 2000. ¾ 576 с.
9. Третьяков А.В., Трофимов Г.К., Зюзин В.И. Механические свойства металлов и сплавов при обработке давлением. ¾ М.: Металлургия. 1964. ¾ С. 315.
10. Михайлов Б.И. Нестационарное воздействие перемещающегося пятна дуги на температуру электрода // Теплофизика высоких температур. ¾ 1985. ¾ Т. 23, № 5. ¾ С. 1000- 1003.
11. Басин А.С., Игнатьева О.С., Попов В.Н. Моделирование температурных полей в трубчатом электроде плазмотрона от нестационарного воздействия пятна дуги // Теплофизика и аэромеханика. ¾ 1998. ¾ Т. 5, № 4. ¾ С. 583- 592.
12. Аньшаков А.С., Тимошевский А.Н., Урбах Э.К. Эрозия медного цилиндрического катода в воздушной среде // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. ¾ 1988. ¾ Вып. 2, № 7. ¾ С. 65- 68.
13. Жуков М.Ф., Тимошевский А.Н., Михайлов Б.И. и др. Плазмотроны. Исследования. Проблемы.¾ Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1995. ¾ 204 с.
14. Болановский Б. Некоторые вопросы импульсной модели прикатодной зоны электрической дуги // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. ¾ 1979. ¾ Вып. 2, № 8. ¾ С. 25- 30.
15. Раховский В.И. Эрозия электродов в контрагированном разряде // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. ¾ 1975. ¾ Вып. 1, № 3. ¾ С. 11- 27.
16. Золотых Б.Н. Физические основы электродуговой обработки металлов. ¾ М.: ГИТТЛ. ¾ 1953. ¾ 108 с.
17. Аньшаков А.С., Урбах Э.К., Урбах А.Э., Фалеев В.А., Чередниченко М.В., Шелест М.А. Влияние уступа в выходном электроде на эффективность работы двухкамерного плазмотрона // Теплофизика и аэромеханика. ¾ 2006. ¾ Т. 13, № 3. ¾ С. 493- 500.
18. Пат. РФ № 1641179. Способ управления перемещением пятна дуги на внутренней поверхности цилиндрического электрода электродугового плазмотрона. Михайлов Б.И., Иохимович Я.Б., Балудин А.В. // Опубл. в БИ, 1995, № 36.
19. Пат. РФ № 1503673. МКИ Н 01 С 10/02 Установка для электродугового подогрева газа / Михайлов Б.И., Иохимович Я.Б., Балудин А.В. // БИ, 1995, № 36.
20. Иохимович Я.Б., Михайлов Б.И. Эрозия электродов в водяной плазме // Х Всесоюз. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы: Тез. докл. Ч. 1. ¾ Минск, 1986. ¾ С. 111- 112.
21. Дандарон Г.-Н.Б., Урбах Э.К., Мишне И.И. Эрозия анода в плазмотронах с осевой подачей газа // Тезисы докл. IX Всесоюз. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы. ¾ Фрунзе: Илим, 1983. ¾ С. 180- 181.
22. Каринский В.Н., Куцын В.И. Сильноточный генератор плазмы инертных газов. // Тезисы ХI Всесоюз. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы. Ч. 1. ¾ Новосибирск, 1989. ¾ С. 26- 27.

Используя в качестве модельного газа метан, проведены экспериментальные исследования плазменной электропечи переменного тока с графитовыми электродами. Показана ее перспективность для получения водорода и мелкодисперсной сажи. Установлено, что для практически полного разложения метана достаточно, чтобы температура стенки реактора составляла 1150- 1200 ° С. Показано, что удельная эрозия графитовых электродов составляет примерно 5× 10- ⁹ кг/Кл при средней плотности тока 32 А/см².
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сурис А.Л. Термодинамика высокотемпературных процессов: Справочник. ¾ М.: Металлургия, 1985. ¾ 568 c.
2. Свенчанский А.Д., Смелянский М.Я. Электрические промышленные печи. Ч. 2. Дуговые печи: Учебное пособие для вузов. ¾ М.: Энергия, 1970. ¾ 264 с.
3. Фридлянд М.Г., Немчинский В.А. К теории катода, постоянно возобновляющегося из углеродсодержащей атмосферы дуги // Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. ¾ 1987. ¾ № 13, вып. 3. ¾ С. 52- 58.

Проведено исследование конверсии углей разной степени метаморфизма в сверхкритической воде (СКВ) в изохорических условиях при температурах 380- 800 ° С. При конверсии в СКВ добавлялась муравьиная кислота, увеличивающая гидрирующие свойства медиума. Результаты конверсии сравнены с результатами пиролиза при тех же температурах. Установлено, что степень конверсии в СКВ выше, чем при пиролизе, примерно на 10- 15 %. Добавка муравьиной кислоты увеличивает степень конверсии. В результате обработки в СКВ практически не выделяется жидких органических веществ. В то же время, в результате растворения органической массы углей в смеси СКВ и муравьиной кислоты наблюдается образование агломератов, прочность которых соизмерима с прочностью кускового угля.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Hugh M.A., Krukonis V.J. Supercritical Fluid Extraction: Principles and Practice. ¾ Boston, 1994. ¾ 321 р.
2. Yesodharan S. Supercritical water oxidation: an environmentally safe method for the disposal of organic wastes // Current Science, 2002. ¾ Vol. 82, No. 9. ¾ Р. 1101- 1102.
3. Snape S.E., Ladner W.R., Bartle K. D. Co-lignefaction of coal and cellulose in supercritical water // Fuel. ¾ 1985. ¾ Vol. 64, No. 10. ¾ 1394 p.
4. Востриков А.А., Дубов Д.Ю., Псаров С.А. Пиролиз эйкозана в сверхкритической воде // Известия АН. Сер. хим. наук, 2001. ¾ № 8. ¾ С. 1406- 1408.
5. Tester J.W., Holgate H.R., Armellini F.J., Webley P.A., Hong G.T., Barner H.E. Supercritical Water
Oxidation Jechnology. Emerging Jechnologies in Hazardons Waster Management III // ACS Symposium Series, 518. ¾ 1993. ¾ P. 35- 76.
6. Tedder D.W., Pohland F.G. Explosives in Process Water Oxidation // American Chemical Society, Washington, DC. ¾ 1993. ¾ 35 p.
7. Востриков А.А., Дубов Д.Ю., Псаров С.А. Окисление нафталина в сверхкритической воде // Изв. АН Сер. хим. наук. ¾ 2001. ¾ № 8. ¾ С. 1406- 1408.
8. Востриков А.А., Дубов Д.Ю., Псаров С.А. Газификация тяжелых нефтяных остатков в сверхкритической воде // Химия нефти и газа, Т. 2. ¾ Томск: STT, 2000. ¾ С. 511- 515.
9. Adschiri T., Sato T., Shibuichi H., et al. Extraction of Jaiheiyo coal with supercritical water-phenol mixtures // Fuel. ¾ 2000. ¾ Vol. 79. ¾ P. 243- 248.
10. Aida T. M, Sato T., Sekiguchi G., et al. Extraction of Jaiheiyo coal with supercritical water-HCOOH mixtures // Fuel. ¾ 2002. ¾ Vol. 81. ¾ P. 1453- 1461.
11. Химия и переработка угля / Под ред. В.Г. Липовича. ¾ М.: Химия, 1988. ¾ 336 с.

Разработана методика оптимального управления динамическими процессами в паровом котле на основе нелинейного математического программирования и проведена ее программная реализация. Представлено сравнение регулирования динамического процесса изменения нагрузки котла ТП-81 на основе данной методики и при использовании обычных пропорционально-интегрально-дифференциальных регуляторов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Автоматическое управление теплоэнергетическими установками электростанций (техническая кибернетика в теплоэнергетике). ¾ М.: Энергия, 1968. ¾ 80 с.
2. Шишмарев В.Ю. Автоматика / Учебник для сред. проф. образования. ¾ М.: Издательский центр “Академия”, 2005. ¾ 288 с.
3. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. ¾ М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1981. ¾ 488 с.
4. Моисеев Н.Н. Элементы теории оптимальных систем. ¾ М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1975. ¾ 528 с.
5. Мейкляр М.В. Современные котельные агрегаты ТКЗ / 3-е изд., перераб. и доп. ¾ М.: Энергия, 1978. ¾ 223 с.
6. Клер А. М., Деканова Н. П., Скрипкин С. К. и др. Математическое моделирование и оптимизация в задачах оперативного управления тепловыми электростанциями. ¾ Новосибирск: Наука. СИФ РАН, 1997. ¾ 120 с.
7. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод./ Под ред. Н.В. Кузнецова. ¾ М.: Энергия, 1973. ¾ 296 с.
8. Гидравлический расчет котельных агрегатов. Нормативный метод. ¾ М.: Энергия, 1978. ¾ 255 с.
9. Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод / Под ред. С.И. Молчана. ¾ Л.: Энергия, 1977. ¾ 256 с.

Кратко прослежены жизненные и творческие пути отечественных пионеров ракетной техники Ф.А. Цандера и Ю.В. Кондратюка (А.И. Шаргея), внесших заметный вклад в становление космонавтики и развитие ракетной техники. Рассмотрены основные идеи и предложения этих талантливых ученых и изобретателей, связанные с ракетно-космической техникой и нашедшие применение при освоении космического пространства.

В работе рассматривается адиабатическое испарение различных жидкостей в паровоздушную смесь и чистый перегретый пар. Основное внимание уделено определению температуры инверсии, при которой интенсивность испарения жидкости в паровоздушную смесь (или в перегретый пар) равна интенсивности испарения в сухой воздух. Получены простые аналитические соотношения для определения температуры инверсии и найдены необходимые условия существования данного явления. Проанализировано влияние параметров набегающего потока: паросодержания, давления, режима течения на значение температуры инверсии. Показано, что при определении температуры инверсии для этанола, ацетона и бензола необходимо учитывать влияние поперечного потока вещества на относительную функцию теплообмена. Для оценки точности расчетов по предложенным зависимостям проведено сопоставление с результатами численного моделирования.

Экспериментально исследованы переходные процессы с образованием сухих пятен и развитием кризиса осушения при ступенчатом и квазистационарном законах тепловыделения на тонкостенном нагревателе, охлаждаемом стекающей пленкой криогенной жидкости. Показано, что при малых значениях плотности теплового потока распад ламинарно-волновой пленки жидкости происходит с возникновением самоорганизующейся системы метастабильных регулярных структур с кипящими струями жидкости и крупномасштабными сухими зонами между ними. Проведен численный эксперимент, моделирующий процесс повторного смачивания перегретой поверхности, осушенной при импульсном тепловыделении. Впервые обнаружено, что локальные скорости движения разных областей двумерного фронта смачивания существенно различаются. Достоверность результатов, полученных численными методами, подтверждена прямым сравнением с экспериментальными данными.

Изучается поле течения плоской пристенной струи вблизи сопла. Течение, организованное в таком виде, может быть разделено на две области. В непосредственной близости к поверхности расположена область пограничного слоя, выше нее ¾ область свободного сдвигового слоя. Для обоих слоев характерно присутствие продольных когерентных структур, наличие которых подтверждают данные дымовой визуализации и термоанемометрических измерений. Структуры, развивающиеся в различных областях, имеют разные поперечные масштабы и появляются на разном расстоянии от сопла. Исследовано влияние скорости потока на развитие продольных структур, взаимодействие продольных возмущений, развивающихся в пограничном слое и слое сдвига, возбуждаемых акустическим полем. Для измерений сложного трехмерного течения использовался термоанемометр вместе с высокоточным автоматизированным координатным устройством и системой триггерования и сбора данных. В разных сериях эксперимента область измерений (X, Y, Z) варьировалась от 3000 до 25000 точек. Удалось установить следующее. Уровень скорости потока на выходе из сопла и частота образования колец Кельвина- Гельмгольца имеют непосредственное влияние на размер структур. Например, повышение скорости и частоты ведет к уменьшению поперечного размера продольных структур.

Проведено экспериментальное исследование распределения температуры и интенсивности температурных пульсаций в потоке воздуха в теплообменнике сложной формы типа “набивки Френкеля”. Измерения выполнены при течении воздуха между двумя гофрированными пластинами с гофрами треугольного сечения, направленными под углом 90° друг к другу. Измерения температуры в потоке проводились специально изготовленным термопарным зондом. Горячий спай термопары не превышал 10 мкм. Анализируется влияние точек контакта и числа Рейнольдса на статистические характеристики температуры в турбулентном потоке при течении воздуха. Основное внимание уделено распределениям температуры в элементарной ячейке. Исследования показали существенное различие в распределении температуры в потоке на наветренной и подветренной сторонах канала.

Рассматривается обтекание вязкой несжимаемой средой (вода, воздух) кругового цилиндра с учетом зависимости вязкости n от температуры Т. При числе Рейнольдса (по диаметру) Re_D = 40 в задаче обтекания неподвижного цилиндра исследуется влияние различных граничных условий для температуры на структуру течения, коэффициент сопротивления и его составляющие за счет давления и вязкости. Обсуждается связь между градиентом вязкости по нормали к поверхности обтекаемого тела и интегральным потоком завихренности от поверхности тела в пограничный слой. В отличие от случая постоянной вязкости этот поток завихренности может быть отличным от нуля, что вследствие интегрального закона сохранения завихренности должно приводить к изменению граничных условий дальнего поля для скорости. В этой же связи анализируется задача о входе теплового пятна в рассматриваемую расчетную область течения около кругового цилиндра. Рассмотрены примеры симметризации отрывного обтекания цилиндра, совершающего вращательные колебания в равномерном набегающем потоке (задача Танеды). Проводится сравнение с расчетами течений при малых числах Маха М < < 1 при обтекании средой неподвижного цилиндра. При расчете уравнения переноса тепла в предположении несжимаемости таких сред как воздух предлагается сохранять производную от давления, что характерно для газов. В этом случае достигается лучшее совпадение с расчетами сжимаемых течений (при М < < 1), например, в определении размеров симметричной зоны отрыва потока за круговым цилиндром. Численным моделированием при числе Рейнольдса равном 40 получено нестационарное течение в окрестности точки смыкания нулевой линии тока, ограничивающей замкнутую область отрывного течения (каверну) в следе за неподвижным цилиндром.