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!

    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 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
    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
    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
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    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
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Глеб С. преподаватель, кандидат наук, доцент
    5 (158 отзывов)
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной с... Читать все
    Стаж педагогической деятельности в вузах Москвы 15 лет, автор свыше 140 публикаций (РИНЦ, ВАК). Большой опыт в подготовке дипломных проектов и диссертаций по научной специальности 12.00.14 административное право, административный процесс.
    #Кандидатские #Магистерские
    216 Выполненных работ
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

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