Расчет, моделирование и проектирование генераторов низкотемпературной плазмы (1800,00 руб.)

Стр.4

Стр.260

Стр.261

УДК 621.791 ББК 31.252 Р12 Издание доступно в электронном виде по адресу https://bmstu.press/catalog/item/6634/ Кафедры «Теплофизика», «Плазменные энергетические установки» Факультет «Энергомашиностроение» Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве учебника Авторы: д-р техн. наук, проф. И.П. Назаренко, д-р физ.-мат. наук А.Ф. Колесников Г.К. Клименко, В.В. Кузенов, А.А. Ляпин, С.В. Рыжков Рецензенты: Расчет, моделирование и проектирование генераторов низкотемпераР12 турной плазмы : учебник / Г. К. Клименко, В. В. Кузенов, А. А. Ляпин, С. В. Рыжков. — Москва : Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021. — 261, [3] с. : ил. ISBN 978-5-7038-5328-3 Предложен системный подход к разработке конструкции электродугового генератора плазмы — плазмотрона. Приведены примеры конструкций плазмотронов различных схем и назначения. Представлена методика расчета основных характеристик плазмотрона, предложена его универсальная схемная модель. Для студентов и аспирантов физико-технических специальностей университетов по направлениям подготовки «Высокотехнологические плазменные и энергетические установки» и «Ядерная энергетика и теплофизика». УДК 621.791 ББК 31.252 ISBN 978-5-7038-5328-3 © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021 © Оформление. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021

Стр.4

Оглавление Предисловие ................................................................................................................ 5 Список сокращений и условных обозначений .......................................................... 7 Введение ...................................................................................................................... 16 1. Области применения плазменных установок ........................................................... 19 1.1. Классификация электродуговых плазмотронов ......................................... 21 1.2. Плазмотрон как система .............................................................................. 32 Вопросы и задания для самоконтроля ................................................................ 33 2. Моделирование динамических процессов, возникающих в равновесной плазме индукционных и электродуговых плазмотронов ...................................................... 34 2.1. Метод решения ............................................................................................. 37 2.2. Уравнение для построения сеток ................................................................ 53 Вопросы и задания для самоконтроля ................................................................ 94 3. Численное моделирование плазмогазодинамических процессов в капиллярных разрядах ................................................................................................................... 95 3.1. Моделирование плазмодинамических процессов в капиллярных разрядах ........................................................................................................ 95 3.2. Компьютерное моделирование плазмодинамических процессов факела капиллярного разряда ..................................................................... 108 3.3. Модифицированная нестационарная модель капиллярного разряда с испаряющейся стенкой, система уравнений в безразмерных переменных .................................................................................................. 110 Вопросы и задания для самоконтроля ................................................................ 113 4. Математические модели расчета плазмотронов ...................................................... 115 4.1. Предпосылки создания методики расчета плазмотрона ........................... 115 4.2. Методика расчета генератора плазмы с внутренней дугой ....................... 124 4.3. Плазмотроны с внешней дугой ................................................................... 137 4.4. Магнитная фиксация привязки электрической дуги ................................. 140 Вопросы и задания для самоконтроля ................................................................ 142 5. Конструирование генераторов плазмы ..................................................................... 144 5.1. Схема организации электрического разряда в плазмотроне и ее элементы ............................................................................................... 144 5.2. Газовая система ............................................................................................. 155 5.3. Магнитные системы ..................................................................................... 158 5.4. Система охлаждения .................................................................................... 158 5.5. Присоединения к внешним системам ........................................................ 160 5.6. Устройства возбуждения (зажигания) разряда ........................................... 161 5.7. Особенности конструкции плазмотронов разного технологического применения .................................................................................................. 163 Вопросы и задания для самоконтроля ................................................................ 179 6. Установки с электродуговыми плазмотронами ........................................................ 181 6.1. Системы электропитания плазменных установок ..................................... 181 6.2. Системы подачи плазмообразующего вещества ......................................... 200

Стр.260

Оглавление 261 6.3. Система охлаждения плазмотрона .............................................................. 208 6.4. Система управления установкой ................................................................. 210 6.5. Технологическое оборудование ................................................................... 211 Вопросы и задания для самоконтроля ................................................................ 223 Глоссарий ..................................................................................................................... 225 Литература ................................................................................................................... 227 Приложение 1 ............................................................................................................. 229 Приложение 2 ............................................................................................................. 238

Стр.261