Генерирование импульсов давления при мощных электрических разрядах

• Автор: Бочаров, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 197 с. : ил.

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1 Состояние проблемы

1.2 Цель и задачи исследования

2. ПРОЦЕССЫ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ РАСШИРЕНИЕ КАНАЛА РАЗРЯДА В ВОДЕ

2.1 Результаты экспериментальных исследований пробоя воды

2.2 Теоретические модели процессов формирования импульса сжатия при разряде

в жидкости. Задачи главы

2.3. Экспериментальное исследование дробления металлического непроводящего

порошка разрядами малой длительности в воде

2.4 Анализ экспериментальных данных. Результаты главы

3 ГЕНЕРАЦИЯ ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ПРЯМОМ РАЗРЯДЕ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ НА СОЛЕНОИД
3.1 Экспериментальные результаты получения сверхсильных импульсных магнитных полей при прямом разряде конденсаторной батареи. Задачи главы
3.2 Экспериментальные результаты сжатия проводников цилиндрическим проводящим лайнером в сверхсильном импульсном магнитном поле
3.3 Анализ пространственно-временной картины магнитного поля в системе
СО ЛЕНОИД-ЛАЙНЕР
3.4 Анализ процесса деформации материала лайнером, ускоренным воздействием сверхсильного импульсного магнитного поля
3.5 Результаты главы
4. ГЕНЕРАЦИЯ ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВЗРЫВЕ ПРОВОДНИКОВ
4.1 Некоторые экспериментальные данные по технологическому применению ЭВП. Задачи главы
4.2 Оценка параметров рабочей среды при импульсной сварке твердых тел с помощью электрического взрыва фольги
4.3 Экспериментальные результаты соединения неметаллических тел с
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЗРЫВА ФОЛЬГИ
Выводы
5. ТЕХНИКА ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ БЫСТРЫХ ИМПУЛЬСНЫХ РАЗРЯДОВ
5.1 Особенности емкостных накопителей энергии. Задачи главы
5.2 Возможности высоковольтной коммутационной техники применительно к
БАТАРЕЯМ С НЕВЫСОКОЙ ЗАПАСАЕМОЙ ЭНЕРГИЕЙ И БОЛЬШОЙ МОЩНОСТЬЮ
5.3 Обострение фронта тока малоиндуктивного накопителя, работающего на
МАЛОИНДУКТИВНУЮ НАГРУЗКУ
5.4 Ферромагнитный размыкатель с ортогональными полями
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Введение
1.1 Состояние проблемы
Актуальность изучения и совершенствования процессов преобразования энергии несомненна и обострена интенсивным развитием промышленного производства в условиях нарастания экологических проблем и необходимости применения энергосберегающих технологий, что в свою очередь обусловлено прогнозом ЮНЕСКО оценивающим к 2050 г. увеличение народонаселения планеты в 1,5 раза, производства энергии в 1,7 раза, а промышленного производства в 3 раза.
Прогресс в освоении техники мощных импульсных разрядов, когда генерируемые за короткие промежутки времени (микро- и наносекунды) импульсные напряжения и токи достигают миллионов вольт и ампер, а мощность приближается к величинам установленной мощности крупных энергосистем, позволил найти приложение для нее не только в технике физического эксперимента, но и в технологических операциях. Среди технологических процессов, использующих короткие мощные импульсы давления можно выделить магнитно-импульсную обработку материалов (МИОМ), электроим-пульсную дезинтеграцию материалов, электрогидравлическую обработку, электровзрывное диспергирование металлов.
Характерной для устройства такого преобразователя является схема накопителя энергии. Зарядное устройство позволяет запасать энергию в накопительном элементе за достаточно длительное время, затем с помощью
и сопротивления канала (рис. 2.8) резко изменяются в первые моменты протекания тока.
В последующие моменты проводимость медленно падает, а сопротивление канала на отрезке времени 1-10'7тЗ-10'7 с остается практически постоянным и равным 0,2 Ом, что соответствует значению, полученному из экспериментальных данных для момента максимума тока. Такая зависимость сопротивления канала объясняется падением проводимости и ростом радиуса канала. Считая постоянным сопротивление канала на отрезке от 1-10'7 с до 3-10‘ с можно оценить вклад энергии в канал. При значении зарядного напряжения 37,5 кВ он составляет величину в 20 Дж или чуть менее 30% от запасенной в конденсаторе.
Анализ кинограмы радиального распределения давлений в разрядной камере в зависимости от времени (рис. 2.10) дает следующие величины: максимальное значение давления через г = 0,1 мкс 2-109 Па, скорость распространения фронта соответствует скорости звука в воде, фронт становится более протяженным, а амплитуда падает.
Можно определено констатировать качественное совпадение результатов обсуждаемого эксперимента с исследованиями более "медленных" разрядов [1, 3], а именно:
амплитуда давления в канале достигает максимума ранее момента максимума тока;