Рассмотрены вопросы физики и техники низкотемпературной плазмы, а также возможности ее применения в технологических процессах. Освещены проблемы создания безотходной плазмохимической переработки низкосортных углей в высококалорийное топливо при осуществлении комплексного процесса, в котором наряду с синтез-газом получают и выделяют сернистые соединения, энергоаккумулирующие вещества (технический кремний, карбосилиций, ферросилиций) или используют карбонизированный твердый остаток в качестве товарного продукта, в частности адсорбента для очистки воды. Раскрыты физические принципы работы плазмотронов, обобщены и систематизированы результаты их исследования.

Освещены испытания по эрозионной и коррозионной стойкости покрытия TiZrN для лопаток компрессора (титановый сплав ВТ-8). Обговорены условия применимости данного покрытия по полученным результатам исследований.

Приведены описание экспериментальной установки для плазменно-механической обработки и результаты исследования зоны разупрочнения от плазменной струи. Полученные результаты позволили установить рациональные режимы процесса.

Приведены технологические режимы нанесения покрытия, а также описание структуры покрытия из жаростойкого сплава ЭИ-435, нанесенного на кольцо рабочего колеса компрессора вертолетного двигателя плазменным методом.

Приведены результаты экспериментальных исследований процесса восстановления деталей авиадвигателей способом плазменного напыления.

Приведены результаты исследований по созданию электродугового плазмотрона и управляющего вычислительного комплекса для плазменно-механической обработки материалов.

Описаны результаты испытаний на коррозионную и эрозионную стойкости покрытия из сплава ЭИ-435, нанесенного на титановый сплав ОТ4-1 методом плазменного напыления. Согласно полученным данным покрытие ЭИ-435 имеет близкие с ОТ4-1 значения коррозионной и эрозионной стойкости. Это позволяет применять покрытие при работе деталей в морском и тропическом климате в условиях песочных почв. Сходство значений коррозионной и эрозионной стойкости сплавов дает возможность восстанавливать детали из сплава ОТ4-1 более дешевым сплавом ЭИ-435.

Дисертацію присвячено розв'язанню конкретного наукового завдання, пов'язаного з розробкою високоресурсних і високоефективних плазмотронів лінійної схеми одностороннього витікання для нагрівання агресивних газів потужністю від декількох кВт до 500 кВт. Знайдено умови, що сприяють підвищенню ресурсу роботи електродів плазмотрона, високому електричному та тепловому ККД, економічності при експлуатації у промисловості. Узагальненими способами створення і удосконалення конструкцій таких плазмотронів є: принцип розщеплення анодних та катодних плям дуг, зниження концентрації теплового навантаження, профілювання розрядного каналу, суміщення секціонованого каналу із ступінчастим анодом та ціла низка інших конструктивних рішень в залежності від призначення плазмотрона. Значна частина експериментальних даних подана у вигляді таблиць, узагальнених графіків та критеріальних рівнянь, зручних для застосування в інженерних розрахунках при розробці плазмотронів. Створені плазмотрони були використані при розробці промислових установок для захисту робочої поверхні продувальних кисневих фурм та отримання діоксиду титану.

Приведены результаты численного расчета параметров плазменной струи, получены аксиальные и радиальные распределения температуры и скорости в струе, которые можно использовать при решении проблемы повышения эффективности плазменных технологий.

  Скачати повний текст

Розкрито предмет фізики твердого тіла. Надано відомості про періодичні структури, дефекти в кристалах і механічні властивості твердих тіл. Увагу приділено динаміці кристалічної гратки, теплоємності кристалів. Висвітлено зонну теорію кристалів, класичну електронну теорію металів, застосування квантової статистики до електронів у металі. Охарактеризовано власні та домішкові напівпровідники, надано інформацію про їх фотопровідність. Показано особливості люмінесценції.

Приведены результаты холодных продувок модели плазмотрона, получены зависимости, позволяющие выполнить расчеты геометрических параметров секционированного катодного узла плазмотрона.

Отмечено, что достаточно большой интерес для энергетики Украины представляют плазменные процессы розжига и стабилизации горения энергетических котлов. В связи с этим актуальным является использование угольной пыли в качестве растопочного топлива. Применение плазмотронов, обеспечивающих генерацию электродуговой плазмы со среднемассовой температурой порядка 3000 - 4000 К, позволяет решить данную проблему и, что особенно важно, включить в промышленное использование низкосортных углей. Выполнено математическое моделирование нагрева и движения мелкодисперсных частиц угля в воздушной плазменной струе, истекающей из сопла плазмотрона, которое можно использовать при создании установок для плазменной газификации угля и определения режимов работы плазмотронов.

Рассмотрены некоторые направления применения мобильных плазменных комплексов, предназначенных для утилизации опасных техногенных и биологических отходов. Использование мобильных установок позволяет утилизировать опасные радиоактивные, химические и биологические отходы непосредственно на месте их обнаружения или хранения без дополнительных затрат на транспортировку. Важной областью применения мобильных плазменных установок может стать применение для утилизации медицинских и биологических отходов в чрезвычайных ситуациях.

Приведены результаты компьютерного моделирования эволюции формы электрической дуги, находящейся в турбулентном потоке газа в канале плазмотрона. Использование статистического метода моделирования позволяет определить не только изменение границ столба дуги, но и последовательное развитие его как целого. Кроме того, разработанное программное обеспечение можно использовать при проектировании плазмотронов и оценки их характеристик, исследовании устойчивости системы источник питания - плазмотрон и др.

Описан опыт применения воздушно-плазменной резки взамен газокислородной при изготовлении деталей больших толщин в заготовительно-сварочном производстве ОАО "ХК "Лугансктепловоз".

Представлена инженерная методика расчета электрических, тепловых и ресурсных характеристик электродуговых плазмотронов с высокоресурсным сильноточным катодом для нагрева дисперсных частиц.

Рассмотрены результаты проведенных испытаний по оценке износостойкости лопаток ротора компрессора вертолетного двигателя ТВ3-117 с ионно-плазменным покрытием (TiZr)N, ранее использовавшимся только в инструментальном производстве. Испытания на компрессорных лопатках проведены в условиях, близких к условиям эксплуатации вертолетного двигателя при взлетном режиме. Результаты испытаний покрытия на стойкость к коррозии в воздушно-морской атмосфере соответствуют в среднем девяти баллам по десятибалльной шкале. Сделано предположение, что скорость эрозии покрытия зависит от его микротвердости и температуры воздуха в компрессорном узле двигателя. Для описания и анализа этих зависимостей применялся математический метод выравнивания (метод наименьших квадратов). Квадратичная функция наиболее точно описывает практические результаты. Расчетная квадратичная кривая второго порядка хорошо коррелирует с опытной кривой, отражающей зависимость скорость эрозии от микротвердости. Полученная рабочая модель обеспечивает возможность проведения дальнейших расчетов сроков службы лопаток в различных интервалах температур, т. е. оценки надежности авиационной техники.