Теплофизические характеристики высокочастотного факельного разряда, горящего в смеси атомарного и молекулярного газов

Семенцов, Валерий Игоревич Отделение ядерно-топливного цикла (ОЯТЦ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В данной работе определены зависимости теплофизических характеристик высокочастотного факельного разряда, горящего в смеси аргон – воздух от концентрации воздуха в смеси с аргоном. Установленные экспериментальные зависимости, могут быть использованы при оптимизации режимов работы факельных плазмотронов и плазмохимических реакторов. Проведены измерения и расчеты тепловой мощности ВЧФР, горящего в смеси аргон – воздух.

Реферат……………………………………………………………………………………………… 11

Введение …………………………………………………………………………………………… 12

1. Свойства и особенности высокочастотного факельного разряда ………… 13

2. Определение характеристик плазмы факельного разряда ………………….. 27

2.1 Определение электронной температуры………………………………………. 27

2.1.1 Схема экспериментальной установки ………………………………………….. 27

2.1.2 Результаты измерений ………………………………………………………………… 29

2.2 Определение газовой температуры ………………………………………………… 33

2.2.1 Методика измерения газовой температуры ………………………………….. 33

2.2.2 Результаты измерений ………………………………………………………………… 35

2.3 Определение удельной электропроводности плазмы разряда …………… 40

2.4 Определение напряженности электрического поля …………………………. 41

2.4.1 Схема экспериментальной установки ………………………………………….. 41

2.4.2 Результаты измерений ………………………………………………………………… 42

3. Экспериментальное определение тепловых потерь …………………………… 45

3.1.1 Схема экспериментальной установки ………………………………………….. 45

3.1.2 Результаты измерений ………………………………………………………………… 46

3.2 Расчет тепловых потерь в плазме разряда ………………………………………. 48

4.Финансовый менеджмент ………………………………………………………………… 52

Введение …………………………………………………………………………………………… 52

4.1Анализ конкурентных технических решений …………………………………… 52

4.2 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………….. 54

4.3 Планирование научно-исследовательских работ …………………………….. 56
4.4 Бюджет научного исследования …………………………………………………….. 61

4.5 Определение финансовой, бюджетной и экономической эффективности
исследования …………………………………………………………………………………….. 68

5. Социальная ответственность …………………………………………………………… 72

5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ….. 73

5.2 Профессиональная социальная безопасность ………………………………….. 75

5.3 Экологическая безопасность………………………………………………………….. 87

5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………….. 89

Выводы …………………………………………………………………………………………….. 92

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ……………………………….. 93

Приложение А …………………………………………………………………………………… 99
Реферат
Выпуская квалификационная работа объемом 111 с., 39 рисунков,
26 таблиц, 55 источников, 33 формул.
Ключевые слова: плазма, тепловая мощность, высокочастотный
факельный разряд, электронная температура, газовая температура.
Объектом исследования является высокочастотный факельный
разряд.
Цель работы: Определение теплофизических характеристик
высокочастотного факельного разряда, горящего в смеси аргон – воздух, в
зависимости от соотношения атомарной и молекулярной компоненты в
плазмообразующем газе.
В процессе исследования проводились:
Измерения электронной и газовой температур ВЧФР, горящего в
смеси аргон воздух;
Измерения тепловой мощности высокочастотного факельного
разряда в зависимости от концентрации воздуха в смеси;
Расчет тепловой мощности разряда;
Экономический расчет затрат на проведение выпускной
квалификационной работы, составлен план-график работ.
В результате исследований
Измерены электронные и газовые температуры ВЧФР, горящего в
смеси аргон – воздух;
Экспериментально и теоретически определены тепловые потери
ВЧФР;
Сопоставлены теоретические и экспериментальные значения
тепловых потерь ВЧФР.
Область применения: оптимизация режимов работы
высокочастотных факельных разрядов.

Высокочастотный факельный разряд является перспективным
источником плазмы при проведении различных плазмохимических
процессов. Он имеет ряд преимуществ по сравнению с другими
разновидностями высокочастотных разрядов. Факельный разряд легко
возбуждается в любых средах, включая водород, устойчив к запылению,
имеет большой объём плазмы при малой величине подводимой мощности.
При проведении некоторых плазмохимических процессов,
например при получении карбидов металлов, а также при восстановлении
хлоридов металлов, наряду с молекулярным газом – восстановителем в
плазмообразующий газ добавляется одноатомный инертный газ.
Заметим, что при разработке факельных плазмотронов необходимо
знать взаимосвязь между тепловой мощностью разряда и длиной его
канала. Однако до настоящего времени определение тепловой мощности
факельного разряда, горящего в смеси молекулярного и атомарного газов
не проводилось.
В настоящей работе проведены измерения удельной тепловой
мощности факельного разряда в зависимости от соотношения
концентрации молекулярного и атомарного газов. В качестве атомарного
газа использовался аргон, а в качестве молекулярного газа – воздух.
Измерения проводились методом калориметрирования.
Наряду с измерениями удельной мощности разряда проводились
измерения электронной и газовой температуры разряда. На основе
проведённых измерений была рассчитана величина удельной
электропроводности плазмы разряда. Также проведено определение
напряжённости электрического поля в разрядном канале. По полученным
значениям напряженности электрического поля и величины удельной
электропроводности проведён расчет тепловой мощности разряда.
Проведено сопоставление расчетных и экспериментальных данных.
1. Свойства и особенности высокочастотного факельного
разряда
При изучении ВЧ генераторов в 1928 году Зилитинкевич С.И.
открыл существование высокочастотного факельного (одноэлектронного)
разряда [1] (ВЧФР). Однако до 60-х годов одноэлектродные разряды
исследовались с мощностью не более 200 Вт.
Чешские авторы [3-9] достаточно обширно исследовали
одноэлектродный разряд, возбуждаемый синусоидальным ВЧ
напряжением мощностью до 200 Вт.
Высокочастотный факельный разряд (рисунок 1.1) имеет три
структурных [2] элемента: электрод 1, канал 2 и диффузионную оболочку
3. Канал разряда представляет собой яркосветящееся образование
цилиндрической формы, диаметр которого постепенно уменьшается вдоль
оси разряда. В канале разряда протекает высокочастотный ток и
происходит преимущественная диссипация энергии электромагнитной
волны. Канал разряда окружён слабосветящейся диффузионной оболочкой,
диаметр которой в 3-10 раз больше диаметра канала. В диффузионной
оболочке происходит рекомбинация ионов, образовавшихся в результате
термической ионизации в зоне канала разряда. Приэлектродный слой
расположен между разрядной плазмой и поверхностью электрода. Он
характеризуется высокими значениями напряжённости электрического
поля. В этой зоне происходит ускорение электронов до энергий
достаточных для ионизации молекул газа. Механизм горения ВЧФР
обусловлен [2] процессами термической ионизации.
Рисунок 1.1 – ВЧ факельный разряд 1 – электрод; 2 – канал; 3 –
диффузионная оболочка

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

    Хочешь уникальную работу?

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

    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    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
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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