Регистрация / Вход
Прислать материал

Проведение научных исследований молодыми учеными. Теоретическое и экспериментальное исследование свободной плазменной дуги.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.442.11.7442
Организация
ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ"
Продолжительность работ
2006, 8 мес.
Бюджетные средства
0,6 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
20.02.2006 - 31.05.2006
Подготовка экспериментального стенда свободной плазменной дуги.
Подготовленный экспериментальный стенд свободной плазменной дуги
состоит из четырех блоков. Источник питания с диапазоном регулирования
тока / = 40 - 160А и напряжения U = 10-48 В. Блок свободной дуги,
включающий систему электродов и камеру. В работе используется катод из
вольфрама марки ВТ-15{30., 50) с 1.5% - 3% -5% содержанием ThO2.
Внутренний диаметр катодного сопла D= 10 - 14 мм. Плоский анод из меди с
внутренним проточным водоохлаждением. Блок оптической системы и
приборов для измерения спектров плазмы; система компьютера и
программных средств для обработки измеренных спектров,
2.Подготовка диагностической системы и приборов. Оптическая
система состоит из дифракционного спектрографа ДФС-452 и
многоканального оптического анализатора спектров МОАС-2, Система
МОАС-2 включает в себя две фотоголовки с фотодиодными ПЗС линейками
Toshiba TDS1250A и интерфейсную плату, вставленную в один из
сериальных портов компьютера. Спектрограф ДФС-452 позволяет работать
во всей области чувствительности линеек. При работе с решеткой 600
штрихов на мм обратная линейная дисперсия составляет 1.6 нм/мм или
0.013 нм на фотоэлемент линейки. При работе с решеткой 1200 штрихов на
мм, соответственно, 0.8 нм/мм и 0.0065 нм.
Развернуть
2
01.06.2006 - 02.10.2006
В заключительном этапе данной работы изложена методика расчета двухмерного электромагнитного поля свободной дуги с помощью функции электрического тока и определено электромагнитное поле для аргоновой сварочной дуги.
Предложена структура смещенных шахматных сеток для моделирования свободной дуги и получены необходимые математические алгоритмы решения в виде дискретных аналогов с учетом граничных условий и особенности свободной дуги.
Моделирование свободной дуги проводилось на основе равновесной и неравновесной двухтемпературной модели с учетом отклонения плазмы от термического и ионизационного равновесия. Состав неравновесной плазмы определяется из решения уравнения ионизационного равновесия, где основным источником заряженных частиц являются процессы тройной рекомбинации ступенчатой ионизации с участием электронов и возбужденных атомов. Эффективные сечения взаимодействия, транспортные коэффициенты и термодинамические функции плазмы аргона рассчитаны в рамках кинетической теории в зависимости от температуры электронов Te и тяжелых частиц Ta.
Получена полная картина электромагнитного поля, термодинамических и плазменных процессов свободной плазменной дуги. Изложены основные результаты моделирования аргоновой сварочной дуги током I = 80, 100, 160А.
Разработан пакет программ для проведения математического моделирования и расчета параметров свободной плазменной дуги.
Разработана автоматизированная система экспериментов, которая позволяет получить основные параметры свободной дуги.
Измерены и получены основные параметры свободной плазменной дуги для сварки металлов дипазоне токов I = 80 - 160 А: вольтамперная характеристика; мощности, затрачиваемые на нагрев катода и анода; поле температуры электронов Te и поле концентрации электронов ne. Температура Te определяется методами относительной и абсолютной интенсивностей атомных и ионных линий аргона, а концентрация ne - по выделяемым из Фойгтовского контура многочисленных линий ArI и ArII Штарковским полуширинам спектральных линий в широком интервале длины вол  = 300 – 900 нм.
Измеренные параметры дуги хорошо согласуются с полученными значениями при ее моделировании.
Теоретические и экспериментальные результаты позволяют определить полную картину течения и нагрева плазмы в свободной дуге и установить их связи с внешними параметрами плазмотрона.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.9 Проведение молодыми учеными научных исследований по приоритетным направлениям науки, высоких технологий и образования
Продолжительность работ
2005, 2 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Организация
АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ"
профинансировано
Тема
Экспериментальные и теоретические исследования самоорганизации сложных белковых структур.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Экспериментально-теоретические исследования эрозионных процессов в условиях стохастического инициирования и схлопывания кавитационных каверн в вихревом турбулентном потоке.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Количество заявок
2
Тема
Организационно-техническое обеспечение проведения всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи "Баксанская молодежная школа экспериментальной и теоретической физики"
Продолжительность работ
2009, 4 мес.
Бюджетные средства
0,7 млн
Количество заявок
1
Тема
Организационно-техническое обеспечение проведения Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Баксанская школа для молодёжи по экспериментальной и теоретической физике».
Продолжительность работ
2010, 3 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
1
Тема
Организационно-техническое обеспечение проведения всероссийской молодежной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
0