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!

    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
    Дарья Б. МГУ 2017, Журналистики, выпускник
    4.9 (35 отзывов)
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных ко... Читать все
    Привет! Меня зовут Даша, я окончила журфак МГУ с красным дипломом, защитила магистерскую диссертацию на филфаке. Работала журналистом, PR-менеджером в международных компаниях, сейчас работаю редактором. Готова помогать вам с учёбой!
    #Кандидатские #Магистерские
    50 Выполненных работ
    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    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
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #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

    Другие учебные работы по предмету

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