Наукоемкие технологии и оборудование в промышленности и строительстве

Статья

Наименование Детонационно-газовые технологии и устройства: состояние и перспективы развития. Сообщение 3. Применение газовой детонации в обрабатывающих и обслуживающих отраслях экономики
Авторы Харламов Ю. А., д. т. н., проф.
Петров П. А., к. т. н., доц.
Козачишен В. А., к. т. н., доц.
Изюмов Ю. В., к. т. н., доц.
Раздел Машиностроение и машиноведение
Год 2022 Выпуск 70 Страницы 73 - 84
УДК 536.46+662.611/612 EDN AHHTOW
Аннотация В третьем сообщении кратко описано применение детонационно-газовых технологий и устройств в химической и нефтехимической промышленности, машиностроении и металлообработке, строительстве и производстве строительных материалов, сельском и лесном хозяйстве, ЖКХ, для предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций, в военном деле и др.
Реферат Цель. Анализ и систематизация технологий и устройств с принципом действия на основе газовой детонации, применяемых в обрабатывающих и обслуживающих отраслях экономики: химической и нефтехимической, машиностроении и металлообработке, строительстве, агропромышленном комплексе, жилищно-коммунальном хозяйстве и др. Изучение практического применения газовой детонации и основных направлений научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по ее практическому использованию, опыта ее применения в основных отраслях экономики, науки и техники, а также анализ перспектив дальнейшего развития детонационно-газовых технологий.
Методика. Выполнен комплексный анализ состояния и перспектив развития технологий и устройств с принципом действия на основе газовой детонации. Проведенное исследование показывает перспективность использования газовой детонации в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, машиностроении и металлообработке, стройиндустрии, сельхозпроизводстве и лесном хозяйстве, жилищно-коммунальной отрасли, здравоохранении и военно-промышленной отрасли. Явление газовой детонации представляет существенный практический интерес для создания более эффективных горелочных устройств и технологий, сжигающих различные виды жидкого и твердого топлива.
Результаты. Проанализирован широкий спектр практического применения технологий и устройств, основанных на использовании явления газовой детонации, проведен поиск способов инициирования детонации, которые позволят значительно уменьшить энергию инициирования детонации, сократить длину и время перехода горения в детонацию.
Научная новизна. Установлено, что детонационная волна в газовой смеси представляет собой многофронтовой газодинамический комплекс. Движение поперечных волн в стационарно распространяющейся детонационной волне носит квазипериодический характер, а их траектории образуют упорядоченную структуру с характерным размером ячейки. Размер ячейки обуславливает минимальные размеры канала для распространения детонации, критическую энергию инициирования детонации и условия возбуждения детонационного режима сгорания смеси. Раскрыты потенциальные возможности рассматриваемых технологий для применения практически во всех отраслях народного хозяйства страны.
Практическая значимость. Практическое применение газовой детонации охватывает почти все отрасли экономики, и детонационно-газовые технологии могут быть отнесены к имеющим межотраслевое значение. Необходим детальный анализ разработок и исследований детонационно-газовых технологий и устройств в различных сферах применения с целью обмена достижениями для более широкого их использования и внедрения в различных сферах инженерии.
Ключевые слова безыгольные инъекции, детонационно-газовое напыление, детонационный синтез, импульсная обработка, метание тушащих веществ, обработка дисперсных частиц, объемная детонация, очистка, получение веществ, удаление заусенцев.
Финансирование
Благодарности
Список источников
1. Янь, Х.-Х. Использование этанола для получения наноразмерного диоксида титана в процессе газовой детонации [Текст] / Х.-Х. Янь, С.-Ч. Хуан, Ш.-С. Си // Физика горения и взрыва. — 2014. — Т. 50. — № 2. — С. 77–80.
2. Получение наноразмерного детонационного углерода на импульсном газодетонационном аппарате [Текст] / А. А. Штерцер, В. Ю. Ульяницкий, И. С. Батраев, Д. К. Рыбин // Письма в ЖТФ. — 2018. — Т. 44. — Вып. 9. — С. 65–72.
3. Харламов, Ю. А. Детонационно-газовые процессы в промышленности [Текст] / Ю. А. Харламов, Н. А. Будагьянц. — Луганск: Изд-во ВУГУ, 1998. — 223 c.
4. Синтез твердосплавных материалов в технологическом процессе детонационного напыления [Текст] / С. Ю. Ганигин, И. Д. Ибатуллин, М. В. Ненашев, К. П. Якунин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2013. — Т. 15. — № 4 (2). — С. 451–454.
5. Букаемский, А. А. Нанопорошок диоксида циркония. Взрывной метод получения и свойства [Текст] / А. А. Букаемский // Физика горения и взрыва. — 2001. — Т. 37. — № 4. — С. 129–134.
6. Borisov, E. V. Dehydration of clay in detonating gas mix-tures [Text] / E. V. Borisov, O. G. Martynov, V. N. Mironov // Heat and mass transfer-97. — Minsk: ITMO, 1997. — P. 69–73.
7. Импульсная резка горячего металла [Текст] / В. С. Кривцов, С. А. Мазниченко, А. Н. Застела, Т. Е. Обрываева // Авиационно-космическая техника и технология. — 2007. — № 11 (47). — С. 26–34.
8. Трифонов, О. В. Современное состояние технологии и оборудования для очистки от заусенцев детонирующими газовыми смесями и направления их совершенствования [Текст] / О. В. Трифонов // Вопросы проектирования и производства конструкций летательных аппаратов. — 2013. — Вып. 1. — С. 115–121.
9. Планковский, С. И. Проблемы развития методов финишной отделки и очистки интенсивными тепловыми потоками [Текст] / С. И. Планковский, О. В. Шипуль // Проблемы машиностроения. — 2011. — Т. 14. — № 2. — С. 72–82.
10. Шоршоров, М. Х. Физико-химические основы детонационно-газового напыления покрытий [Текст] / М. Х. Шоршоров, Ю. А. Харламов. — М.: Наука, 1978. — 224 с.
11. Воронин, В. Н. Технология балансировки абразивных кругов, используемых для шлифования пар трения методами детонационного напыления [Текст] / В. Н. Воронин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2016. — Т. 18. — № 4 (2). — С. 237–241.
12. Система нанесения покрытий осаждением из газовой фазы в потоке продуктов газовой детонации [Текст] / С. Ю. Ганигин, А. Ю. Мурзин, О. Ю. Глазунова, П. К. Кондратенко, М. В. Ненашев, И. В. Нечаев // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2014. — Т. 16. — № 1 (2). — С. 385–389.
13. Какенов, К. С. Современные методы уплотнения грунтов взрывными воздействиями. Анализ последствий аварийных взрывов [Текст]: монография / К. С. Какенов. — Караганда: КЭУ, 2012. — 361 с.
14. Зеленов, К. И. Мелкозернистые цементные бетоны ударно-волнового уплотнения [Текст]: дисс.... канд. техн. наук: 05.23.05 / Зеленов Константин Иванович; Моск. гос. открытый ун-т. — М., 2006. — 195 с.
15. Семернин, А. Н. Автоматизация процесса очистки фильтрующих устройств на базе газо-детонационного оборудования [Текст]: дисс.... канд. техн. наук: 05.13.07 / Семернин Андрей Николаевич; БелГТАСМ. — Белгород, 2000. — 220 с.
16. Тожиев, Р. Ж. Механико-технологические решения бесконтактного воздействия на почву и растения с разработкой газодетонационных агрегатов для высокоэффективного возделывания хлопчатника [Текст]: автореф. дис. … канд. техн. наук / Р. Ж. Тожиев. — М., 1993. — 38 с.
17. Применение детонации водородовоздушной смеси в устройствах для безыгольной инъекции [Текст] / В. В. Голуб, Т. В. Баженова, Д. И. Бакланов, К. В. Иванов, М. С. Кривокорытов // Теплофизика высоких температур. — 2013. — Т. 51. — Вып. 1. — С. 147–150.
18. Сиротенко, А. Н. Создание детонационно-способной смеси в газовой струе с приложением для разминирования минных полей [Текст] / А. Н. Сиротенко, А. Н. Довбня, О. В. Стаховский, К. В. Корытченко / Механіка та машинобудування. — 2006. — № 1. — С. 166–177.
19. Лукьянчиков, Л. А. Системы инициирования на вторичных взрывчатых веществах [Текст] / Л. А. Лукьянчиков // Прикладная механика и техническая физика. — 2000. — Т. 41. — № 5. — С. 48–61.
Полный текст