Інноваційні можливості газової детонації
DOI:
https://doi.org/10.15407/scin16.06.105Ключові слова:
газова детонація, галузі техніки, горіння, детонаційно-газові технології, обробка матеріалівАнотація
Вступ. Вибухові технології знаходять широке застосування у видобувних галузях промисловості, в машинобудуванні для зварювання, зміцнення та ін. Однак використання твердих вибухових речовин обмежено, перш за все, вимогами безпеки. Тому все більшу увагу викликає використання більш безпечного й зручного джерела енергії — газової детонації. Рівень тисків, температур і швидкостей, що розвиваються за детонаційними або близькими до них за інтенсивністю ударними хвилями в газах, а також імпульсний характер впливу зазначених факторів, визначають високі потенційні можливості їх технічного та технологічного використання.
Проблематика. У багатьох технічних системах переважають дефлаграційні режими горіння. Однак термодинамічно вигіднішим способом спалювання і перетворення хімічної енергії палива в корисну роботу є детонаційний режим горіння. Це обумовлює доцільність розробки, дослідження і більш широкого впровадження різноманітних технологій і пристроїв з використанням керованої газової детонації.
Мета. Систематизація та аналіз основних тенденцій розвитку та розробки детонаційно-газових технологій і пристроїв в Україні та світі.
Матеріали та методи. Систематизація та аналіз наукових публікацій і патентів щодо практичного застосування газової детонації в різних сферах економіки.
Результати. Виявлено та проаналізовано тенденції практичного використання газової детонації в різних галузях промисловості. Пріоритетні розробки з технологічного застосування методу в машинобудуванні виконано в Україні. Проте за низкою технічних напрямків спостерігається відставання науково-дослідних робіт зі створення детонаційно-газових технологій і пристроїв.
Висновки. Для практичного використання можливостей газової детонації необхідною є розробка принципово нових пристроїв, що забезпечують надійне, безпечне й кероване виникнення і поширення детонаційних хвиль в газах і розпорошених паливах. Газова детонація є перспективною для створення більш досконалих технологій та обладнання.
Посилання
Roya, G. D., Frolov, S. M., Borisov, A. A., Netzer, D. W. (2004). Pulse detonation propulsion: challenges, current status, and future perspective. Progress in Energy and Combustion Science, 30, 545-672. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2004.05.001
Frolov, S. M., Aksenov, V. S., Avdeev, K. A., Borisov, A. A., Gusev, P. A., Ivanov, V. S., Koval', A. S., Medvedev, S. N., Smetanyuk, V. A., Frolov, F. S., Shamshin, I. O. (2013). Thermal tests of a pulse-detonation high-speed burner. Russian Journal of Physical Chemistry, 7(6), 748-752. https://doi.org/10.1134/S1990793113060109
Pogrebnyak, A. P., Kokorev, V. L., Kokorev, A. L., Moiseyenko, I. O., Gultyayev, A. V., Yefimova, N. N. (2014). On the implementation of a system for impulse cleaning of the system. Experience in cooperation with boiler manufacturing enterprises. Heat supply news, 1, 22-24 [in Russian].
Frolov, S. M. (2008) Pulsed detonation combustion: a new generation of power plants. Integral, 3(41), 44-45 [in Russian].
Frolov, S. M. (1996). Pulsed detonation engines. Moscow: Torus press [in Russian].
Kocharyan, G. G., Kostyuchenko, V. N., Budkov, A. M., Svintsov, I.S. (2003) A new seismic source and some prospects for its application. Geophysics, 6, 17-24 [in Russian].
Patent of Russian Federation N 2294485. Bolotov A. A., Krylov G. V. Method of gas-dynamic ignition of gas burners of flare devices [in Russian].
Kalashnikov, V. V., Demoretskiy, D. A., Nenashev, D. A., Trokhin, O. V. (2012) Development of advanced detonation technologies for the oil and gas industry. Electronic scientific journal "Oil and Gas Business", 4, 335-347 [in Russian].
Povetkin, V. V., Kerimzhanova, M. F., Bukayeva, A. Z. (2017) Development of a thermodynamic drill for breaking hard rocks. Progressive technologies and systems of mechanical engineering, 4(59), 56-63 [in Russian].
Explosive destruction of rocks (1979). Moscow: Nauka [in Russian].
Voytenko, A. Ye., Melikhov, V. P. (2006). Gas detonation mills. Science and innovation, 2(3), 111-113 [in Russian]. https://doi.org/10.15407/scin2.03.111
Shchelokov, Ya. M., Avvakumov, A. M., Sazykin, Yu. K. Cleaning of heating surfaces of waste heat boilers. Moscow: Energoatomizdat [in Russian].
Krivtsov, V. S., Maznichenko, S. A., Zastela, A. N., Obryvaeva, T. E. (2007). Impulse cutting of hot metal. Aerospace engineering and technology, 11(47), 26-34 [in Russian].
Li, S.-Tsz., Ouyan S., Yan, Kh.-Kh., Tsyuy, Ya.-D., Mo, F. (2008). Synthesis of TiO2 nanoparticles from titanium tetrachloride in the process of gas detonation. Combustion and explosion physics, 44(5), 112-116 [in Russian]. https://doi.org/10.1007/s10573-008-0091-0
Yan, Kh.-Kh., Khuan, S.-Ch., Si, Sh.-S. (2014). The use of ethanol to produce nanosized titanium dioxide during gas detonation. Combustion and explosion physics, 50(2), 77-80 [in Russian]. https://doi.org/10.1134/S0010508214020105
Sychevskiy, V. A. (2008). Gas detonation treatment of particles. Thermal physics of high temperatures, 46(5), 751-759 [in Russian]. https://doi.org/10.1134/S0018151X08050143
Kharlamov, Yu. A., Budag'yants, N. A. (1998). Detonation and gas processes in industry. Lugansk: VUGU [in Russian].
Shorshorov, M. Yu., Kharlamov, Yu. A. (1978). Physical and chemical bases of detonation-gas spraying of coatings. Moskva: Nauka [in Russian].
Zverev, A. I., Astakhov, Ye. A., Sharivker, S. Yu. (1979). Detonation coating. Leningrad: Sudostroyeniye [in Russian].
Borisov, Yu. S., Kharlamov, Yu. A., Sidorenko, S. L., Ardatovskaya, Ye. N. (1987). Gas-thermal coatings from powder materials: a Handbook. Kyiv: Naukova dumka [in Russian].
Trifonov, O. V. (2013). The current state of technology and equipment for cleaning from burrs with detonating gas mixtures and directions for their improvement. Design and production of aircraft structures, 1, 115-121 [in Russian].
Kakenov, K. S. (2012). Modern methods of soil compaction explosive effects. Analysis of the consequences of emergency explosions. Karaganda: KEU [in Russian].
Panov, I. M., Vetokhin, V. I. (2008). Physical fundamentals of soil mechanics. Kyiv: Feniks [in Russian].
Tozhiyev, R. Zh. (1993). Mechanical-technological solutions of non-contact impact on the soil and plants with the development of gas-detonation units for highly efficient cultivation of cotton. PhD (Tech.) Moscow [in Russian].
Kharlamov, Yu. A. (2017). Controlled initiation of gas detonation. Visnik of the Volodymyr Dahl East Ukrainian national university, 7(237), 101-113 [in Russian].
Polovinkin, A. I. (1988). Fundamentals of Engineering Creativity. Moscow [in Russian].
