Газодинамическое проектирование катодных узлов плазмотронов для плазменной утилизации полимерных композиционных материалов

Бесплатно!

Категория: .

Описание материала

Диссертация посвящена разработке научно обоснованных принципов газодинамической защиты катодных узлов плазмотронов для плазменной утилизации полимерных композиционных материалов.
Содержит результаты теоретических и экспериментальных исследований. Исследования базируются на методах математического моделирования, аналитических и численных методах решения задач математической физики. Во время выполнения численных расчетов использовались сертифицированные расчетные CAD/CAE- пакеты на основе метода конечных элементов, во время экспериментальных исследований – методы растровой электронной микроскопии и рентгеновского энергодисперсионного микроанализа.
В диссертации получены следующие научные и практические результаты:
Получил дальнейшее развитие метод проектирования в интегрированных CAD/САЕ-системах катодных узлов плазмотронов с количественной оценкой эффективности газодинамической защиты. В отличие от ранее известных моделей для рабочих режимов предложено задавать интенсивность источника тепла при помощи метода R-функций с аппроксимацией напряженности поля по длине канала. С помощью разработанных моделей применительно к задачам утилизации ПКМ для секционированных катодных узлов плазмотронов определены зоны допустимых режимов подачи защитного газа, в том числе с учетом особенностей работы вблизи экрана. Разработаны методики выбора геометрических параметров секционированного катодного узла. Показано, что режимы газодинамической защиты термокатодов в катодных узлах для рабочих режимов существенно отличаются от режимов холод- ной продувки. Для назначения величины расхода защитного газа на рабочих режимах предложено применять комплекс exp(V/D).
Экспериментально подтверждена возможность утилизации ПКМ способом высокотемпературного пиролиза в расплавах. Показано, что качество извлеченных при этом углеродных волокон по степени чистоты не уступает волокну, полученному с помощью известных на сегодня способов переработки.
На основании сформированных аналитических решений предложены инженерные методики проектирования систем газодинамической защиты катодов плазмотронов для высокотемпературного пиролиза. Разработаны программы для моделирования многокомпонентных течений, включая параметрические модели плазмотронов, которые могут быть использованы при создании плазменного оборудования.
Результаты моделирования послужили основой при формировании рекомендаций по проектированию секционированных катодных узлов плазмотронов, включая вид катода, геометрические параметры секционированного катодного узла, углы вдува, соотношение расходов защитного и рабочего газов между секциями.
Составлена перспективная схема установки плазменной утилизации деталей летательных аппаратов из композиционных материалов. На основе предложенных методик выполнены проектные расчеты и изготовлен опытный образец плазмотрона с секционированным катодным узлом и термоэмиссионным катодом для задач утилизации ПКМ.
По результатам экспериментов установлено, что ПКМ можно утилизировать методом высокотемпературного пиролиза при правильном назначении времени выдержки и промывки. Предложен укрупненный технологический процесс промышленной утилизации отходов ПКМ.

Характеристики

Автор(ы)

Гарин В.О.

Год издания

2012

Количество страниц

145

Язык

Russian

Типы файлов

pdf

Раздел

Ионно-плазменное оборудование и технологии

Качество

excellent

Отзывы

Пока нет отзывов, хотели бы вы добавить свой отзыв?

Добавьте первый отзыв “Газодинамическое проектирование катодных узлов плазмотронов для плазменной утилизации полимерных композиционных материалов”

Введите текст вашего объявления о Купле/продаже!

*

*

*