Объектом исследования является тигель, внутри которого происходит
плавление исходного сырья под действием плазменного шнура.
Цель работы – численное исследование процесса получение расплава из
кварце-полевошпатсодержащего сырья с использованием низкотемпературной
плазмы для повышения эффективности.
Проведено математическое моделирование процессов в прямоугольной
области при наличии низкотемпературной плазмы, для различного значения
времени, при различных граничных условиях.
В результате исследования были получены распределения температур,
внутри тигля.
Основные технологические характеристики: программная реализация
двумерной математической модели процесса непрерывного плавления
неорганического сырья с дальнейшим истечением расплава из зоны
плазменного нагрева, выполненной на языке программирования PascalABC.
Степень внедрения: результаты внедрены в учебный процесс.
Область применения: областью применения является строительная
сфера. Которой необходим качественный теплоизоляционный материал.
Экономическая эффективность/значимость работы заключается, в том,
что при плавление неорганического сырья под действием низкотемпературной
плазмы приводит к повышению энергоэффективности. Приводит к снижению
временных, энергетические и материальные ресурсы.
ВВЕДЕНИЕ
Рассматривается задача для получения расплава силикатсодержащих
материалов с использованием низкотемпературной плазмы. Существует
большое количество технологий, для которых целью является получение тонких
нитей из расплава. Нити служат хорошей и негорючей изоляцией,
выдерживающие достаточно высокие значения температур. Для их получения,
расплавленное вещество продавливается сквозь фильеры. Получение легкотекучего расплава тугоплавких силикат-содержащих материалов сопряжено с
большими затратами энергии. Самым энергозатратным этапом считается
плавление сырья. Оптимальным способом для получения расплава, как
показали исследования, является применение энергии низкотемпературной
плазмы, процесс горения которой происходит по объему. В тигель помещается
плазменный шнур, происходит электрический разряд и в результате него
создаются высокие значения температуры, под действием которых на сырье
получается необходимый расплав [3,4].
В этом направлении большое количество работ было рассмотрено
Волокитиным Олегом Геннадьевичем из Томского строительно-архитектурного
университета.[1,2] Его исследования выполнены за счет гранта Российского
научного фонда, проект №15-19-10014. При поддержке гранта РФ МК.
1110.2008.8, в соответствии с программами Рособразования РФ в рамках
целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» по теме
№2.1.06 «Теплофизические и физико-химические процессы в строительных
материалах при воздействии на них высококонцентрированных тепловых
потоков» № ГР 01.200804433, а также с планами и программами НИР НИИСМ
при ТГАСУ.7
Для достижения оптимальных характеристик процесса необходимо
наличие такой математической модели, которая смогла бы описать данный
процесс, позволяющий в дальнейшем сэкономить на физическом эксперименте.
