Разработка и исследование высокочастотного плазмотрона и стенда для переработки промышленных отходов
Диссертация
По мнению доктора химических наук, профессора С. А. Кабакчи (Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, г. Москва), уже имеющиеся совокупное «грязное» наследие в настоящее время столь велико, что ни расширение, ни сокращение в будущем производства электроэнергии на атомных электростанциях не скажется заметно на масштабе проблемы «радиоактивные отходы в современном… Читать ещё >
Содержание
- 1. Современное состояние проблемы утилизации радиоактивных отходов
- 1. 1. Обзор технологий утилизации радиоактивных отходов
- 1. 2. Основные положения технологии переработки радиоактивных отходов, основанной на сепарации их паров
- 2. Обзор конструкций ВЧИ плазмотронов. Предпосылки использования
- ВЧИ плазмотрона в качестве основного рабочего узла испарителя
- 3. Описание экспериментальной установки — ВЧИ плазмотрона, вакуумного стенда и проведенных экспериментов
- 3. 1. Описание экспериментальной установки
- 3. 2. Экспериментальное исследование режимов работы ВЧИ плазмотрона при пониженных давлениях
- 3. 3. Экспериментальное исследование работы ВЧИ плазмотрона и стенда в режиме испарения капель
- 3. 4. Экспериментальное исследование возможности стабильной работы ВЧИ плазмотрона в парах NaOH
- 4. Расчет термодинамических и транспортных свойств плазмы паров
- NaOH +А1(ОН)
- 5. Расчет параметров ВЧИ плазмы при атмосферном давлении
- 5. 1. Электромагнитный расчет ВЧИ плазмотрона
- 5. 2. Уравнения баланса энергии для ВЧИ плазмотрона
- 5. 3. Уравнение движения плазмы
- 5. 4. Метод решения основных уравнений, описывающих плазму
- 5. 5. Исходные данные для расчета. Результаты расчета
- 6. Расчет движения, нагревания и испарения мелкой капли в плазме
- 6. 1. Методика расчета траектории и скорости движения капли, инжектированной в плазму
- 6. 2. Методика расчета нагревания мелкой капли в плазме
- 6. 3. Методика расчета испарения мелкой капли в плазме
- 6. 4. Анализ основной формулы конвективно-кондуктивного теплообмена
- 6. 5. Описание математической модели. Результаты расчета
- Заключение
- Список литературы
Список литературы
- В. Сафутин и др. Национальная индустрия услуг по обращению с ОЯТ, Ядерное общество № 5−6 /декабрь/2000.
- Ю. Малинов. Ядерные отходы свезут в одно место. Эксперт, № 8 (315) от 25 февраля 2002.
- С. А. Кабакчи http://nuclearwaste.report.ru/material.asp?MID=161
- Nature. 1999. V. 398. № 6726. P. 357.
- Бюллетень Центра общественной информации по атомной энергии. 1996, № 6, с. 17.
- Б. Никипелов и др. Как решается проблема захоронения РАО. Ядерное общество № 5−6 /декабрь/2000.
- В. Булатов. Жидкие радиоактивные отходы в России: проблемы без конца, Энергетика и безопасность. Издательство IEEE № 10, 1999.
- Моисеев Р. С. Захоронение радиоактивных отходов в геологических структурах на Дальнем Востоке: проблемы оценки. Владивосток: Дальнаука, 1998. 140 с.
- Nature. 1996. V.383. N6599. Р.377.lO.Scientific American. 1996. V.274. N5. Р.72 81.
- Патент N 2 139 583 Дата публ.: 1999.10.10 МПК: G21F9/16 Патенто обладатель: Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов (БелГТАСМ).
- Мак-Таггарт Ф. К. Плазмохимические реакции в электрических разрядах. -М.: Атомиздат, 1972. 256 с.
- Жуков М.Ф., Смоляков В .Я., Урюков Б. А. Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны). М.: Наука, 1973. — 232 с.
- Дресвин С.В., Донской А. В. и др. Физика и техника низкотемпературной плазмы. М.: Атомиздат, 1972.
- Dresvin S.V. Physics and technology of low-temperature plasmas. The Iowa State University Press Ames, Iowa 50 010, 1977.
- Донской A.B., Клубннкин B.C. Электроплазменные процессы и установки в машиностроении. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979. -221 с.
- Сурис А.Л. Плазмохимические процессы и аппараты. М.: Химия, 1989. -304 с.
- Туманов Ю.Н. Низкотемпературная плазма и высокочастотные электромагнитные поля в процессах получения материалов для ядерной энергетики. М.: Энергоиздат, 1989. — 280 с.
- Thermal plasmas: fundamentals and applications. Y.l. / Maher I. Boulos, P. Fauchais, E. Pfender. New York: Plenum Press, 1994.
- Энциклопедическая серия «Энциклопедия низкотемпературной плазмы». / Под ред. Фортова В. Е. Вводный том. Книга 2. М.: Наука, МАИК Наука / Интерпериодика, 2000. — 634 с.
- Дашкевич И.П. Высокочастотные разряды промышленное применение/Под ред. А. Н. Шамова. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Политехника, 1991. — 80 с.
- A.C. 166 411 СССР кл. 21h 16/60. Металлическая разрезная камера с водоохлаждаемыми стенками // Дресвин С. В., Донской А. В., Ратников Д. Г. -Опубл. в БИ., 1964, № 22.
- Дресвин С.В., Донской А. В., Ратников Д. Г. Высокочастотный индукционный разряд в камере с металлическими водоохлаждаемымистенками // Теплофизика высоких температур. 1965. — Т. З, № 6. — с. 856 -862.
- Mironer A. Design of a high enthalpy radiofrequency gas discharge volume // AIAA J. 1963. V. 1, № 11. — P.2638 — 2639.
- Слухоцкий A.E., Рыскин C.E. Индукторы для индукционного нагрева. Д.: Энергия, 1974 — 264 с.
- Дресвин С.В., Бобров А. А., Лелевкин В. М. и др. ВЧ- и СВЧ- плазмотроны. -Новосибирск: Наука. Сиб. Отд-ние, 1992. 319 с. — (Низкотемпературная плазма- Т.6).
- Гуцол А.Ф. Эффект Ранка. // УФН. 1997. Т. 167. № 6. с. 665.
- Gutsol A., Larjo J., Herenberg R. The Effect of Turbulence Model on the4.L.
- Simulation of Gas Flow in ICP. Proc. 14 Int. Symp. Plasma Chem. V. 1. Prague. 1999. P. 275.
- Гуцол А.Ф., Калинников B.T. Возвратно-вихревая термоизоляция плазмы и газового пламени // ТВТ. 1999. Т.37. № 2. с. 194.
- Гуцол А.Ф. Исследование и оптимизация тепломассобмена в технологических плазменных потоках: Автореф. дис.. докт. техн. наук. М.: ИХТРЭМС, 2000. 42 с.
- Гуцол А.Ф., Ларьо Ю., Хернберг Р. Возвратно-вихревой высокочастотный индукционный плазмотрон плазмотрон // ТВТ. 2001. Т. 39. № 2. с. 187−197.
- Сурис А.Л. Термодинамический анализ высокотемпературных процессов. Учебное пособие. М.: Московский институт химического машиностроения, 1978. — 84 с.
- Термодинамика высокотемпературных процессов: Справ. изд./Сурис A.JI. М.: Металлургия, 1985. 568 с.
- Применение ЭВМ для термодинамических расчетов металлургических процессов/Синярев Г. Б., Ватолин Н. А., Трусов Б. Г., Моисеев Т. К. М.: Наука, 1982.-263 с.
- Синярев Г. Б., Слынько JI.E., Трусов Б. Г. Принципы и метод определения параметров равновесного состояния. Труды МВТУ, 1978, № 268, с. 4 — 21.
- Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: В 4-х т./Jl.B. Гурвич, И. В. Вейц, В. А. Медведев и др. 3-е изд., перераб. и расширен. — Т. Н. Кн.2 — М.: Наука, 1978. — 328 с.
- Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: В 4-х т./Л.В. Гурвич, И. В. Вейц, В. А. Медведев и др. 3-е изд., перераб. и расширен. — Т. Ш. Кн.2 — М.: Наука, 1981.- 400 с.
- Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Справочное издание: В 4-х т./Л.В. Гурвич, И. В. Вейц, В. А. Медведев и др. 3-е изд., перераб. и расширен. — T.IV.Kh.2 — М.: Наука, 1982. — 560 с.
- Ваничев А.П., Термодинамический расчет горения и истечения в области высоких температур. М., БНТ, 1947.
- Глушко В.П., Жидкое топливо для ракетных двигателей. М., ВВА им. Н. Е. Жуковского, 1936.
- Зельдович Я.Б., Полярный А. И., Расчеты тепловых процессов при высокой температуре. М., БНТ, 1947.
- Болгарский А.В. Расчет процессов в камере сгорания и сопле жидкостного ракетного двигателя. М.: Оборонгиз, 1957.
- Болгарский А.В., Щукин В. К., Рабочие процессы в жидкостно-ракетных двигателях. М.: Оборонгиз, 1953.
- Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. Справочник: в 5 томах. Том I. Методы расчета. М.: АН СССР, ВИНИТИ. -1971.-266 с.
- Михальченко С.А., Иванов Д. В., Дресвин С. В. Расчет состава и свойств равновесной цезиево-водородной плазмы. XXIX Неделя науки СПбГТУ. 4.1: Материалы межвузовской научной конференции. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. стр. 88−90.
- Дресвин С.В. Основы теории и расчета высокочастотных плазмотронов. -Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1991. 312 с.
- Мак-Даниель И. В. Процессы столкновения в ионизованных газах. Пер. с англ. Под ред. Л. А. Арцимовича. М.: «Мир», 1967 832 с.
- Хастед Дж. Физика атомных столкновений. Пер. с англ. Под ред. Н. В. Федоренко. М.: «Мир», 1965 710 с.
- Митчнер М., Кругер Ч. Частично ионизированные газы. Пер. с англ. Под ред. А. А. Иванова. М.: «Мир», 1976 496 с.
- Хаксли Л., Кромптон Р., Диффузия и дрейф электронов в газах. Пер. с англ. Под ред. А. А. Иванова. М.: «Мир», 1977 672 с.
- Елецкий А. В, Палкина Л. А, Смирнов Б. М. Явления переноса в слабоионизированной плазме. М.: Атомиздат, 1975.
- Б.М. Яворский, A.A. Детлаф. Справочник по физике для инженеров и студентов ВУЗов. М.: Наука, 1974.
- Натрий. Свойства, производство, применение / А. Г. Морачевский, И. А. Шестеркин и др./Под ред. А. Г. Морачевского. СПб: Химия, 1992. — 312 с.
- J. de Groot, J. de Viet, The High Pressure Sodium Lamp, Philips Technical Library, Kluwer Technisce Boeken B.V. Deventer — Antwerpen, 1986.
- Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости: Пер. с Англ. М.: Энергоатомиздат, 1984. — 152 с.
- An Analysis of the Computer Modeling of the Row and Temperature Fields in an Inductively Coupled Plasma. J. Mostaghimi, P. Proulx, Maher I. Boulos. Numerical Heat Transfer, vol. 8, 1985, p. 187 201.
- J. Mostaghimi, Maher I. Boulos. Mathematical Modeling of the Inductively Coupled Plasmas. Inductively Coupled Plasma in Analytical Atomic Spectrometry, A. Montaser and D.W. Golightly, Eds. VCH. New York. 1992. p. 949 984.
- S. Xue, P. Proulx, Maher I. Boulos. Extended-field electromagnetic model for inductively coupled plasma. Journal of Physics D: Applied Physics, vol. 34, 2001, p. 1897- 1906.
- Кулумбаев Э.Б. Развитие теплофизических моделей дугового, индукционного, сверхвысокочастотного и оптического разрядов. Автореф. дис.. докт. техн. наук. Бишкек, 1999.
- Нгуен Куок Ши. Исследование индукционных и дуговых плазмотронов. Автореф. дис.. докт. техн. наук. Санкт-Петербург, 2002.
- Harlow F.H., Welch J.E. Numerical Calculation of Time-Dependent Viscous Incompressible Flow of Fluid with Free Surface, Phys. Fluids, 1965, V.8, p. 2128.
- Patankar S.V., Spalding D.B. A Calculation Procedure for Heat, Mass and Momentum Transfer in Three-Dimensional Parabolic Flows, Int. J. Heat Mass Transfer, vol. 15, 1972. p. 1787.
- Patankar S.V. A Calculation Procedure for Two-Dimensional Elliptic Situations, Numerical Heat Transfer, vol. 2, 1979.
- Пустовойтенко А.И. Математическое моделирование нагрева и испарения . полидисперсного порошка в плазменной струе газа. Физика и химия обработки материалов. 1977. № 2. стр. 15−20.
- Дресвин С.В., Г.А. Дорфман и др. Движение и нагрев частиц Si02 в струе воздушной плазмы индукционного плазмотрона. Физика и химия обработки материалов. 1979. № 2. стр. 75−81.
- Пустовойтенко А.И., Панфилов С. А., Цветков Ю. В. Математическая модель струйно-плазменного процесса переработки дисперсного сырья с получением конденсационного порошка. Физика и химия обработки материалов. 1979. № 2. стр. 63−69.
- Моссэ A. jl, Буров И. С. Обработка дисперсных материалов в плазменных реакторах. Мн.: Наука и техника, 1980. — 208 с.
- Жуков М.Ф., Солоненко О. П. Высокотемпературные запыленные струи в процессах обработки порошковых материалов / Отв. ред. В. Е. Накоряков. Новосибирск. ИТ СО АН СССР. 1990. 516 с.
- Р. Proulx, J. Mostaghimi, M. Boulos. Plasma-particle interaction effects in induction plasma modeling under dense loading conditions. Int. J. Heat Mass Transfer. 1985. V. 28. N. 7. P. 1327.
- Кондратьев JI.B., Наумов B.A. и др. Экспериментальное и численное исследование двухфазной турбулентной струи при газопламенном напылении. Теплофизика высоких температур. 1992. Т. 30. № 1. стр. 139— 144.
- Домбровский Л.А., Игнатьев М. Б. Учет неизотермичности частиц в расчете и при диагностики двухфазных струй, применяемых для нанесения покрытий. Теплофизика высоких температур. 2001. Т. 39. № 1. стр. 138−145.
- Dresvin S.V., Feygenson O.N., Zverev S.G. Investigation of Dusted Jet of RF Plasma Torch / Proceedings of the Sixth European Conference on Thermal Plasma Processes, Strasbourg, 2001. p. 373−378.
- Сполдинг Д.Б. Горение и массообмен / Пер. с англ. Р. Н. Гизатулина и В.И. Ягодкина- Под ред. В. Е. Дорошенко. М.: Машиностроение, 1985. -240 с.
- Буров И.С. К расчету теплообмена частиц дисперсного материала с плазменными потоками. Физика и химия обработки материалов, 1979, № 4, стр. 4219.
- Young R.M., E. Pfender Nusselt Number Correlations for Heat Transfer to Small Spheres in Thermal Plasma Flows. Plasma Chemistry and Plasma Processing, Vol. 7, № 2, p. 211.
- Дресвин C.B., Михальков C.M. Теплообмен сферических моделей и мелких движущихся частиц в плазменных струях. Теплофизика высоких температур, 1992, № 1, стр. 25−35.
- Kubanek G.R., Chevalier P., Gauvin W.H. / Can. J. Chem. Eng. 1968. V. 46. P. 101.
- Katta S., Gauvin W.H. / Can. J. Chem. Eng. 1973. V. 51. P. 307.
- Rother W., Smoljakov V., Weiss K.H. / Beitr. Plasmaphys. 1968. B. 8. H. 3. S. 145.
- Rother W. / Beitr. Plasmaphys. 1968. B. 8. H. 3. S. 157.
- Fay J.A., Riddell F.R. / J. Aeronaut. Sci. 1958. V. 25. N. 2. P. 73.
- Lewis J.A., Gauvin W.H. / AIChE J. 1973. V. 19. N. 5. P. 982.
- Lee Y.C., Hsu K.C., Pfender E. / V Int. Symposium on Plasma Chemistry. Edinburgh, Scotland. 1981. V. 2. P. 795.
- Sayegh N.N., Gauvin W.H. / AIChE J. 1979. V. 25. N. 6. P. 1057.
- Физические величины: Справочник / А. П. Бабичев, М. А. Бабушкина и др.- Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. -1232 с.
- Фейгенсон О.Н., Зверев С. Г., Иванов Д. В., Дресвин С. В., Разработка плазменного испарителя отходов химического производства. / XXX Неделя науки СПбГТУ. Материалы межвузовской научной конференции, 2002.