Керування високовольтною розрядноімпульсною установкою для реалізації технологічних режимів електрохімічного вибуху

Автор(и)

  • Aleksandr Vovchenko Інститут імпульсних процесів і технологій НАН України пр. Богоявленський, 43-А, м. Миколаїв, Україна, 54018, Україна https://orcid.org/0000-0002-5837-2208
  • Larysa Demydenko Інститут імпульсних процесів і технологій НАН України пр. Богоявленський, 43-А, м. Миколаїв, Україна, 54018, Україна https://orcid.org/0000-0003-3045-0419
  • Sergey Kozyrev Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025, Україна https://orcid.org/0000-0001-8995-131X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198371

Ключові слова:

розрядноімпульсна установка, алгоритм керування, інформаційні координати, високовольтний електрохімічний вибух

Анотація

Проведеними дослідженнями високовольтного електрохімічного вибуху як об'єкта керування виявлено істотний вплив режимів керованого введення електричної енергії в канал розряду на ефективність екзотермічного перетворення енергії. Отримано залежність питомої енергетичної ефективності виділення хімічної енергії екзотермічної суміші від розподілу повної електричної енергії між послідовними розрядними імпульсами. Це дозволяє за запропонованими авторами правилами визначати початкові умови алгоритму керування розрядноімпульсною установкою, яка реалізує технологічні режими високовольтного електрохімічного вибуху, що забезпечують максимальну ефективність екзотермічних перетворень.

Показано, що суттєва стохастичність процесів при екзотермічних перетвореннях в режимі вибухового горіння не дозволяє використовувати системи керування, що регулюють тільки початкові умови електрохімічного вибуху. Такі системи не забезпечують заданих режимів розряду при кожній реалізації. Обґрунтовано необхідність поточного керування в процесі екзотермічних перетворень з метою недопущення зниження тиску в каналі розряду нижче допустимого значення, яке підтримує екзотермічну реакцію вибухового горіння. Проведений кореляційний аналіз взаємозв'язку значень поточного тиску в каналі розряду і електричних характеристик розряду показав наявність досить щільного інформаційного взаємозв'язку між ними. Тому в якості інформаційних координат, які опосередковано визначають тиск в каналі розряду, запропоновано використовувати операційно визначені електричні характеристики розряду.

Розроблено алгоритм і систему керування високовольтною розрядноімпульсною установкою, що реалізує високовольтний електрохімічний вибух. Керування режимом введення енергії в процесі вибухового перетворення дозволяє уникнути згасання екзотермічної реакції при випадковому, через стохастичність процесу, зниженні тиску до гранично допустимого значення в період між розрядними імпульсами. За рахунок цього усуваються непродуктивні втрати екзотермічної суміші, зменшуються втрати хімічної та електричної енергії і збільшується кількість виділеної сумарної енергії, без збільшення введеної електроенергії, при кожній реалізації високовольтного електрохімічного вибуху

Біографії авторів

Aleksandr Vovchenko, Інститут імпульсних процесів і технологій НАН України пр. Богоявленський, 43-А, м. Миколаїв, Україна, 54018

Доктор технічних наук, професор, член-кореспондент НАН України

Larysa Demydenko, Інститут імпульсних процесів і технологій НАН України пр. Богоявленський, 43-А, м. Миколаїв, Україна, 54018

Науковий співробітник

Sergey Kozyrev, Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова пр. Героїв України, 9, м. Миколаїв, Україна, 54025

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра комп’ютерних технологій та інформаційної безпеки

Посилання

  1. Guliy, G. A. (1990). Nauchnye osnovy razryadnoimpul'snyh tehnologiy. Kyiv: Naukova dumka, 208.
  2. Rizun, A. R., Goleni, Y. V., Denisyuk, T. D. (2008). Seismically safe distances for bottom ground loosening by high-voltage electrochemical explosion. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 44 (3), 240–242. doi: https://doi.org/10.3103/s1068375508030125
  3. Rytov, S. A. (2010). Effektivnost' primeneniya elektrorazryadnyh tehnologiy dlya ustroystva geotehnicheskih konstruktsiy. Zhilishchnoe stroitel'stvo, 5, 47–50.
  4. Vovchenko, A. I., Posohov, A. A. (1992). Upravlyaemye elektrovzryvnye protsessy preobrazovaniya energii v kondensirovannyh sredah. Kyiv: Naukova dumka, 168.
  5. Krutikov, V. S., Rizun, A. R., Golen', Yu. V. (2014). Metod otsenki poley davleniy pri vysokovol'tnom elektrohimicheskom vzryve v zakrytyh obemah. Elektronnaya obrabotka materialov, 50 (5), 84–87.
  6. Rizun, A. R., Posdeev, V. A., Golen’, Y. V. (2010). One-shot electrode systems for high-voltage electrochemical destruction of natural and artificial lumps. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 46 (3), 263–265. doi: https://doi.org/10.3103/s1068375510030129
  7. Korostovenko, V. V., Korostovenko, L. P., Strekalova, T. A., Strekalova, V. A. (2013). Features of physical processes within the combined razryadnoimpulsnyh mineral processing. Mezhdunarodniy zhurnal eksperimental'nogo obrazovaniya, 10, 129–132.
  8. Rizun, A. R., Golen’, Y. V., Denisyuk, T. D. (2007). Initiation of electrical discharge by exothermal compositions at destruction of firm soils. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 43 (2), 116–118. doi: https://doi.org/10.3103/s1068375507020093
  9. Vovchenko, A. I., Shomko, V. V., Barbashova, G. A., Kamenskaya, L. A. (2014). Investigation of hydrodynamic processes at multi-pulse power input into the channel of an electric discharge in liquid. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 50 (1), 72–77. doi: https://doi.org/10.3103/s1068375514010153
  10. Barbashova, G. A., Shomko, V. V. (2007). Cyclicity effect of the electrical energy input in a channel of the underwater spark discharge. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 43 (2), 110–115. doi: https://doi.org/10.3103/s1068375507020081
  11. Barbashova, G. A. (2010). Restoration of the characteristics of the cavity formed upon explosion of a microconductor according to the specified two-pulse temperature dependence of the pressure at a point in a liquid. Surface Engineering and Applied Electrochemistry, 46 (1), 53–56. doi: https://doi.org/10.3103/s1068375510010096
  12. Kozyrev, S. (2019). Control System of Discharge-Pulse Installation with Elements of Artificial Intelligence. 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). doi: https://doi.org/10.1109/ukrcon.2019.8879816
  13. Tertilov, R. V. (2011). Optimization of discharge technologies on applying base of pulse current generator with two discharge circuits. Tekhnichna elektrodynamika, 3, 67–72.
  14. Blashchenko, A. D., Polovinka, V. D., Tertilov, R. V. (2013). Dvuhkonturniy generator impul'snyh tokov s reguliruemym vklyucheniem konturov. Elektronnaya obrabotka materialov, 49 (1), 97–101.
  15. Vovchenko, O. I., Demydenko, L. Y., Blashchenko, O. D., Starkov, I. M. (2019). Improving the efficiency of high-voltage electric discharge installations which use exothermal dispersed media. Tekhnichna Elektrodynamika, 5, 77–82. doi: https://doi.org/10.15407/techned2019.05.077
  16. Kozyrev, S., Nazarova, N., Vinnichenko, D. (2018). Adaptive Filter of Input Information Signal for Discharge Pulse Installation Control System. 2018 IEEE 3rd International Conference on Intelligent Energy and Power Systems (IEPS). doi: https://doi.org/10.1109/ieps.2018.8559558
  17. Venttsel, E. S., Ovcharov, L. A. (1988). Teoriya veroyatnostey i ee inzhenernye prilozheniya. Moscow: Nauka, 477.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-04-30

Як цитувати

Vovchenko, A., Demydenko, L., & Kozyrev, S. (2020). Керування високовольтною розрядноімпульсною установкою для реалізації технологічних режимів електрохімічного вибуху. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(5 (104), 29–38. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.198371

Номер

Том 2 № 5 (104) (2020): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Aleksandr Vovchenko, Larysa Demydenko, Sergey Kozyrev

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.