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!

    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
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 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
    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
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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