Автоматизация управления параметрами электрогидравлических ударных процессов в машиностроении

• Автор: Кривошеев, Вячеслав Александрович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 174 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные сокращения и условные обозначения.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. КРАТКИЙ АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА

РАСПРОСТРАНЕНИЯ УДАРНЫХ ВОЛН ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РАЗРЯДЕ В ВОДЕ.

1.1 .Некоторые характерные особенности электрического разряда в воде

1.2.Состояние вопроса о КПД в технологических процессах, базирующихся

I на электрогидравлическом эффекте.

1.3.Предложения о разрядной камере с подвижным поршнем.

ф 1.4.Некоторые математические модели процесса распространения

ударных волн при электрическом разряде в воде.

1.5.3адачи разработки системы автоматизированного управления электрогидравлическими процессами.
Глава 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕНОСА
ЭНЕРГИИ УДАРНЫМИ ВОЛНАМИ В СПЛОШНОЙ СРЕДЕ ПРИ НЕКЛАССИЧЕСКОМ ПОДХОДЕ.
2.1.Выбор определяющей субстанции. Вывод уравнения переноса
энергии
2.2. Решение уравнения переноса энергии в фундаментальной постановке
2.3. Частный случай сферы и элементарной площадки
2.4. Частный случай решения при 3 0.
2.5. Частное решение нестационарного уравнения переноса энергии для двух поверхностей, разделенных поглощающей средой, на одной из которых задана собственная поверхностная плотность энергии в виде ряда Фурье
Глава 3. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ ДЛЯ ЗАМКНУТОЙ КАМЕРЫ С ПОДВИЖНЫМ ПОРШНЕМ
3.1. Постановка задачи. Общее решение.
3.2. Расчет локальных угловых коэффициентов.
3.3. Определение суммарной нагрузки на днище поршня.
Глава 4. СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА И ЭКСПЕРИМЕНТА.
4.1. Выбор определяющих критериев.
4.2. Пример расчета
4.3. Экспериментальные установки и проведение эксперимента
4.4. Сопоставление результатов.
4.5.Разработка алгоритмов для САУ электрогидравлических устройств .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Существенно заметить, что определенным достижением можно считать методику расчета этих параметров, разработанную в КамПИ, основные положения которой опубликованы в [,,,,]. Методики расчета ра и N в закрытом объеме с подвижной границей, по-видимому, вообще малоисследованы. В связи с отмеченным выше, большинство авторов считает, что основным методом исследования электрогидравлических эффектов с целью технических приложений является экспериментальный. Причем, в качестве изначального положения следует учесть вывод Р. Коула [4] о том, что использование теории подобия, широко применяемой в теплофизических экспериментах [,], в задачах с подводным взрывом, весьма затруднительно и не всегда надежно. Особенно тогда, когда обобщения желательно выражать через временные критерии подобия. Поэтому при исследованиях ЭГЭ характерно использование производственного высоковольтного оборудования с необходимыми частичными доработками. Для получения более конкретных сведений об ЭГЭ приведем наиболее распространенное представление об импульсном электрическом разряде в жидкости, согласно исследованиям [, 8, 4]. Принципиальная схема электрогидравлической установки показана на рисунке 1. Рисунок 1. Схема импульсного электрического разряда в жидкости (а), кривые изменения тока и напряжения в межэлектродном промежутке (в) и поля давлений в ближней зоне разряда (б), внешний разрядный контур (г). После достижения заряда конденсаторной батареи до заданного напряжения 1/о начинается пробой и разряд в жидкости. Условно весь процесс разряда подразделяют на три стадии: предпробойную, активную и пассивную. До момента электрического пробоя энергия содержится в скрытой, потенциальной форме в электрическом конденсаторе. Быстрое выделение энергии порождает появление механических сил, приложенных к среде. Существенно при этом, что энергия выделяется быстрее, чем затем передается окружающей среде. Например, весь разряд завершится к мкс, а порожденная им ударная волна за это время проходит путь в окружающей среде только 1,5 см [0, 1, 2, 3]. I) и в разрядном промежутке появляется ток. После начала пробоя проходит еще некоторое время, так называемая стадия формирования разряда (стадия II), характеризующаяся некоторым ростом тока, спадом напряжения и завершающаяся образованием высокопроводящего канала электрического разряда (КЭР). В образовавшемся канале быстро за . К, а давление поднимается до (3. МПа. Под действием этого давления КЭР расширяется, получает сравнительно большие скорости 0. Жидкости передается высокое давление плазмы, и под его действием жидкость сжимается. Область этого сжатия ограничивается скачком давления извне - движущимся фронтом волны сжатия, который перемещается со сверхзвуковой скоростью N >Сд. Из КЭР энергия разогретой плазмы передается непосредственно ударной волне и окружающей среде (стадия III). Ж0 = О//2. Величина начального напряжения 1/о колеблется в достаточно широких пределах от . В, а в некоторых случаях до 0 кВ, С - емкость электрическая. Энергия IVо обычно оценивается в кДж. Уо= 5. Дж. Потери энергии в предпробойной стадии обычно оцениваются по эмпирической зависимости [8,7]. AW = K3ep