Применение автономного охлаждения элементов плазменного модуля на базе ВЧФ-плазмотрона

Сычев, Антон Васильевич Отделение ядерно-топливного цикла (ОЯТЦ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Будет исследована эффективность автономного охлаждения теплонапряженных элементов плазменного модуля на базе высокочастотного факельного плазмотрона

Аннотация ………………………………………………………………………………………………………………… 3
Реферат …………………………………………………………………………………………………………………….. 5
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ……………………………………………………………………………………………………….. 6
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ …………………………………………………………………………… 7
Введение ………………………………………………………………………………………………………………….. 8
1. Обзор литературы …………………………………………………………………………………………….. 10
1.1 Основные определения и классификация теплообменников. ………………………………. 10
1.2.Промышленные способы охлаждения оборотной воды ………………………………………. 13
2. Экспериментальная часть ………………………………………………………………………………….. 26
2.1. Описание схемы экспериментальной установки ………………………………………………. 26
2.2 Порядок проведения экспериментов …………………………………………………………………. 29
Исследование эффективности системы автономного оборотного водоснабжения
плазменного модуля…………………………………………………………………………………………………. 32
3. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ………………. 39
3.2 Планирование научно-исследовательской работы …………………………………………….. 43
3.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ……………………………………………. 47
3.4 Определение ресурсоэффективности исследования ……………………………………………. 54
4. Социальная ответственность ……………………………………………………………………………… 56
4.2 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного и вредного
воздействия и устранению их влияния при работе на ВЧФ-плазмотроне и ПЭВМ …….. 58
4.3 Электробезопасность ………………………………………………………………………………………. 64
4.4 Пожарная и взрывная безопасность ………………………………………………………………….. 67
ВЫВОДЫ ……………………………………………………………………………………………………………….. 70
Заключение……………………………………………………………………………………………………………… 71
Список литературы: …………………………………………………………………………………………………. 72
Приложение А …………………………………………………………………………………………………………. 75
Реферат
Выпускная квалификационная работа изложена на 79 страницах,
включает в себя 20 рисунков, 19 таблиц, 37 источников.
Ключевые слова: плазма, высокочастотный факельный плазмотрон,
реактор, теплонапряженный элемент.
Выпускная квалификационная работа выполнена на листах формата
А4 в соответствии с требованиями оформления ВКР ТПУ.
Цель работы – Исследование эффективности разработанной системы
автономного водяного охлаждения теплонапряженных элементов
плазменного модуля на базе ВЧФ-плазмотрона, предназначенного для
исследования и оптимизации процессов плазмохимического синтеза
оксидных композиций из смешанных водно-органических растворов
различных металлов.
В процессе работы проводились исследования влияния режимов
работы ВЧ-генератора, ВЧФ-плазмотрона и входной площади импеллера
реактора на распределения потерь тепловой мощности на теплонапряженных
элементах ВЧ-генератора (анод генераторной лампы, анодная и сеточная
индуктивность) и ВЧФ-плазмотрона (электрод и корпус). По их результатам
проведена оценка эффективности работы системы автономного охлаждения
теплонапряженных элементов плазменного модуля.
Область применения: результаты проведенных исследований могут
быть использованы при создании новых передвижных (мобильных) и
модернизации действующих стационарных плазменных установок на базе
высокочастотных факельных плазмотронов путем использования оборотного
водяного охлаждения их теплонапряженных элементов.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Плазма – частично или полностью ионизированный газ,
образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц
(ионов и электронов).
ВЧФ-плазмотрон – устройство для генерирования потоков
воздушной неравновесной плазмы.
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

РАО – радиоактивные отходы;
ЖРО – жидкие радиоактивные отходы;
ТРО – твердые радиоактивные отходы;
ОЯТ – отработавшее ядерное топливо;
ГОП ОЯТ – горючие отходы переработки отработавшего ядерного топлива;
ПАВ- поверхностные активные вещества;
ТВЭЛ – тепловыделяющий элемент;
ТВС – тепловыделяющая сборка;
ВЧФ-разряд – высокочастотный факельный разряд;
ВЧФ-плазмотрон – высокочастотный факельный плазмотрон;
ЯТЦ – ядерный топливный цикл;
ОЯТЦ – открытый ядерный топливный цикл;
ЗЯТЦ – закрытый ядерный топливный цикл;
АЭС – атомная электростанция;
АХМР – аммиачно-хлоридные маточные растворы.

Развитие теоретических основ плазменных технологий, а также
разработка специального оборудования, создали предпосылки для внедрения
их в промышленность. К таким технологиям относятся пиролиз
углеводородов, получение простых и сложных оксидов, карбидов, нитридов,
различных композиционных материалов (катализаторов, ферритов,
магнитоносителей, и др.). Широко распространены в промышленности
процессы плазменной резки, сварки, термообработки, плазменного травления
поверхностей. Благодаря внедрению целого ряда плазмохимических
процессов значительный прогресс достигнут в электронной
промышленности.
Повышенный интерес ученых и производственников к применению
низкотемпературной плазмы обусловлен рядом специфических свойств
плазмы, которые значительно расширяют ее технологические возможности.
В последние годы находят применение следующие высокочастотные
генераторы низкотемпературной плазмы (плазмотроны):
– ВЧИ-плазмотроны с применением безэлектродного индукционного
разряда H-типа;
– ВЧЕ-плазмотроны с применением емкостного разряда Е-типа с
внешними электродами;
– ВЧФ-плазмотроны с применением емкостного моноэлектродного
разряда Е-типа.
Тип плазмотрона для реализации плазмохимического процесса
зависит должен отвечать следующим требованиям:
– интервал температур плазменных температур ы на выходе из
генератора должна быть порядка тысяч градусов (от 2500 до 20000 К);
– плазменное образование должно быть достаточно чистым, т.е.
свободным от загрязнения такими частицами, которые не входят в состав
рабочего тела;
– параметры низкотемпературной плазмы должны обеспечивать
оптимальные условия процесса и быть управляемыми;
– генерация плазмы должна обеспечиваться в течении длительного
промежутка времени;
– К.П.Д. процесса преобразования первичной энергии в энергию
плазмы должен быть достаточно высок.
Для обеспечения непрерывной работы высокочастотных генераторов
и плазмотронов необходимо использовать хорошую систему охлаждения, а
для мобильных промышленных установок система должна быть автономной.
1. Обзор литературы
1.1 Основные определения и классификация теплообменников.
Теплообменники – это устройства, предназначенные для передачи
тепла одной из теплоносителей для отвода тепла от других теплоносителей.
В зависимости от принципа работы теплообменник можно разделить на
возобновляемый, регенерационный и смешивающий. Теплообменники
называются типами рекуперации, где передача тепла от одного
теплоносителя к другому происходит через разделяющие их стены.
Регенеративный теплообменник – это теплообменник, в котором
теплоноситель передает тепло твердому веществу (керамическое или
металлическое сопло). В последующий период, когда он вступает в контакт с
твердым нагретым теплоносителем, он поглощает накопленное тепло.
Смешивание называется теплообменником, а передача тепла от одного
теплоносителя к другому осуществляется путем их непосредственного
контакта с полным или частичным переносом.
Теплоносителем в теплообменнике могут быть пар, горячая вода,
продукты сгорания топлива, масла, смеси различных растворов и жидкостей
из соли, расплавленного металла, частицы, взвешенные в газовом потоке.
Наибольшее использование в качестве теплоносителя заключается в
получении продуктов сгорания пара, горячей воды и топлива. Различные
вещества, которые кипят при высоких температурах, получили
промышленное применение: Dowtherm BOT-1, кремнийорганические
соединения. Расплавленная соль и металл
Химически реактивные вещества (твердые вещества, жидкости, газы)
также используются в качестве теплоносителя. Тепло химической реакции во
время диссоциации и рекомбинации этих материалов может быть
использовано для усиления процессов тепломассопереноса, которые
происходят в присутствии химической конверсии. Например, при
разложении 1 кг NH4 Cl до NH3 и HCl поглощается 3300 кДж/кг, что в 1,5
раза больше теплоты испарения воды.[3].
1.1.1 Типы рекуперативных теплообменников

Результаты проведенных исследований могут быть использованы при
создании передвижных (мобильных) и модернизации действующих
стационарных плазменных установок на базе ВЧФ-плазмотронов,
предназначенных для плазменной переработки водно-органических растворов
и других веществ.

1. Lee С. С., Huffman George L., Oberacker Donald A.//J. Air Pollut. Contr.
Assoc. V. 36. N 8. P. 1986.
2. Peter Meroth // Kosmos (BRD), N 3 1986.
3. Шурыгин А. П., Черненко Н. А., Бернадинер М. Я.//Хим. пром., № 8.
1975.
4. Исламов М. Ш. Печи химической промышленности. Л.: Химия, 1975.
5. ШурыгинА.Л.,БернадинерМ.Н.Огневоеобезвреживание
промышленных сточных вод. Киев: Техника, 1976.
6. Hallaren Ferrence F. // Mater. Perform., V. 21. N 4. 1982.
Авласевич А. И., Кривоногое Б. М.//Пром. энергетика, № 10. 1985.
7. Поспелов Д. Н., Олейник В. Н., Рабинович Л. М. и др.//Электр,
станции, №12. 1978.
8. Дуплева С. Г.//Пром. энергетика, № 8. 1977.
9. Термические методы обезвреживания отходов/Г. П. Беспамятнов, К. К.
Богушевская, Л. А. Зеленская и др. Л.: Химия, 1975.
10. Багрянцев Г. И., Леонтьевский В. Г.//Энергосбережениев хим. пр-вах.
Новосибирск, 1986.
11. БернадинерМ.Я.,ВороновА.В.,КацнельсонЛ.О.
Перспективные технологические схемы и оборудование сжигания
осадков сточных вод. Обзорн информ. Сер. Энерготехнологипеские
процессы в химической промышленности. М.: НИИТЭХИМ, 1981.
12. Крапивина С.А. Плазмохимические технологические процессы. Л.:
Химия, 1981.
13. Волков В. И., Шурыгин. А. П.//Сб. научн. трудов № 139. М.: МЭИ, 1987.
14. Dombrowski N., Hooper P. The effect of ambient denstity on drop formation in
sprais. – «Chemical Engineering Science», 1962, v.17
15. Clarc C. J., Dombrowski N. On the formation of drops from the rims of fan
spray sheets. – «Aerosol Science», 1972, v.3, №3.
16. Каренгин А.Г., Шабалин А.М. Способ утилизации нефтяных шламов и
плазмокаталитический реактор для его осуществления. Патент РФ на
изобретение № 2218378 от 10 декабря 2003 г.
17. Kjaer J., Mcasurement and calculation of temperature and conversion in Fixed
– Bed Catalitic Reactors, Jul. Cjellerups Forlag, Copenhagen, 1958.
18. Теплотехнический справочник./ Под ред. В. Н. Юренева. М.: Энергия,
1975.
19. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплопроводности жидкостей и газов. –
М.: Энергоатомиздат,1990.
20. Коротеев А.С. и др. Плазмотроны: конструкции, характеристики, расчет.
– М.: Машиностроение, 1993.
21. Калафати Д.Д., Поналов В.В. Оптимизация теплообменников по
эффективности теплообмена.- М.: Энергоатомиздат,1986.
22. Андреев Е.И. Расчет тепло- и массобмена в контактных аппаратах.- Л.:
Энергоатомиздат,1985.
23. Бажан П.И. и др. Справочник по теплообменным аппаратам.- М.:
Машиностроение,1989.
24. ЛыковА.В.Методыопределениятеплопроводностии
температуропроводности.- М.: Энергоатомиздат,1990.
25. Годик Е.И. и Хаскин А.М. Справочное руководство по черчению. Изд.4-е,
перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1984.
26. Богданов В.И., Малежик И.Ф., Верхола А.П. и др. Справочное
руководство по черчению.- М.: Машиностроение, 1989.
27. Батскин В.М., Климовский И.И., Лысов Г.В., Троитский В.И. СВЧ
генераторы плазмы: Физика, техника, применение.-М.:Энергоатомиздат,
1987, 320 с.
28. Sennewatd K., Schallus E., Pohl F.- Chem. Ing. Techn.,1963, T. 35.
29. Моссэ А. Л., Печковский В. В. Применение низкотемпературной плазмы
в технологии неорганических веществ. Минск, Наука и техника, 1973. 216
с.
30. Организация, нормирование и оплата труда: Учебное пособие / А. С.
Головачев, Н. С. Березина, Н. Ч. Бокун и др.; Под общ. Ред. А. С.
Головачева. – М.: Новое знание, 2004. – 496 с. /Глава 5/.
31. Пашуто, В. П. Организация, нормирование и оплататруда на
предприятии: учебно-практическое пособие /В. П. Пашуто. – М:
КНОРУС, 2005. – 320 с. / Глава 7/.
32. Моссэ А.Л., Печковский В.В. Применение низкотемпературной плазмы в
технологии неорганических веществ. Минск, Наука и техника, 1973. 216с.
33. Эксплуатационная документация для компрессора AIRTECH 220/25W1.
34. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 “Шум на рабочих местах, в помещениях жилых,
общественных зданий и на территории жилой застройки”
35. Эксплуатационная документация ВЧГ8-60/13, 2000 г.
36. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и
жидкостей. –Изд. 2-е, доп. И перераб. –М.: Наука, 1972. – 720 с.
37. ГОСТ 12.1.007-76. Система стандартов безопасности труда. Вредные
вещества.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Татьяна С. кандидат наук
    4.9 (298 отзывов)
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (пос... Читать все
    Большой опыт работы. Кандидаты химических, биологических, технических, экономических, юридических, философских наук. Участие в НИОКР, Только актуальная литература (поставки напрямую с издательств), доступ к библиотеке диссертаций РГБ
    #Кандидатские #Магистерские
    551 Выполненная работа
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа

    Другие учебные работы по предмету

    Разработка спектрометра фотонного излучения на основе pin-фотодиода
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)