Введение 14
1 Анализ литературы по генераторам импульсного напряжения и
газонаполненным разрядникам 15
1.2 Лестничная конструкция генератора импульсного напряжения 16
1.3 Обзор прототипов генераторов Аркадьева-Маркса 17
2 Методическая разработка по созданию технологической установки 27
2.1 Описание исследовательской установки 27
2.2 Электротехнические элементы генератора 29
2.3 Система регистрации тока и напряжения 32
2.4 Литературный анализ используемых ресурсных материалов в
конструировании генератора 34
3 Расчётно-проектная часть 39
3.1 Расчет основных параметров схемы ГИН 39
3.2 Расчет емкости нагрузки 40
3.3 Определение максимального значения коэффициента использования
разрядной схемы и постоянных времени экспонент 41
3.4 Расчет коэффициента использования импульса напряжения и
допустимых пределов изменения соотношения С2/С1 42
3.5 Расчет основных параметров разрядной схемы генератора импульсов . 43
3.6 Расчет зарядной схемы 45
3.7 Расчёт геометрии разрядного промежутка 46
3.8 Разработка типа и конфигурации электродов 46
3.9 Конструкция газонаполненных разрядников 47
3.10 Конструкция генератора импульсных напряжений 49
11
3.11 Опыты холостого хода и коротко замыкания 50
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ... 53
4.1 Инициализация проекта 54
4.1.1 Оценка коммерческого и инновационного потенциала НТИ 54
4.1.2 Анализ и оценка научно-технического уровня проекта 57
4.1.3 SWOT-анализ 59
4.2 Планирование комплекса работ на создание проекта 61
4.2.1 Определение трудоемкости работ 63
4.3 Расчет сметы затрат на проектирование 65
4.3.1 Бюджет научного проекта 65
4.3.2 Расчет материальных затрат 65
4.3.3 Расчёт оплаты труда работников 66
4.3.4 Расчет отчислений от заработной платы 68
4.3.5 Расчет накладных расходов 68
4.3.6 Полная смета затрат на выполнение проекта 70
4.4 Определение ресурсной, финансовой, экономической эффективности .... 71
Заключение 73
5 Социальная ответственность 74
5.1. Т ехногенная безопасность 75
5.1.1 Анализ вредных факторов производственной среды 75
5.2. Анализ опасных факторов производственной среды 79
5.3 Региональная безопасность 81
5.4 Организационные мероприятия обеспечения безопасности 81
5.5 Особенности законодательного регулирования проектных решений .... 82
5.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 83
Список используемых источников 85
ПРИЛОЖЕНИЕ A 90
Объектом исследования является технология расчета и проектирование
генератора импульсного напряжения по схеме Аркадьева-Маркса.
Цель работы – расчёт и проектирование генератора импульсного
напряжения для электроимпульсного бурения.
В процессе работы был рассчитан и спроектирован генератора
импульсного напряжения по схеме Аркадьева-Маркса.
В результате исследования: получены параметры, спроектированного
генератора импульсного напряжения.
Степень внедрения: лабораторная установка, научные исследования и
разработки
Область применения: электроимпульсная технология разрушения
материалов.
Экономическая эффективность/значимость работы: применение хорошо
собранного генератора значительно увеличивает срок эксплуатации установки,
повышает производительность электроимпульсного разрушения. Вследствие
чего снижаются трудовые и экономические затраты.
В будущем планируется: оценка работы установки в процессе испытаний
и модернизация изготовленной установки с целью повышение показательных
характеристик.
Введение
Бурение горных пород – один из самых затратных и трудоемких
технологических процессов при разведке и разработке месторождений полезных
ископаемых. В настоящее время традиционные способы воздействия на горные
породы, основанные на механическом разрушении, практически приблизились к
пределу своих технических возможностей. В связи с этим ЭИ бурение является
более эффективным способом разрушения горных пород, обеспечивающее на
длительную перспективу конкурентоспособность. Так как ЭИ способ отвечает
основным требованиям сформулированных исходя из большого опыта,
недостатков и проблем, связанных с механическим способом [1].
Развитие электроимпульсного бурения скважин требует применение
транспортабельного и модульного генератора импульсного напряжения. Это
связано с тем, что в процессе бурения присутствует необходимость
регулирования подачи мощности на забой и быстрой смены локации по
окончания процесса бурения.
Из этого следует, что главным элементом в электроимпульсном бурении
является генератор импульсного напряжения по схеме Аркадьева-Маркса,
предназначенный для генерирования высоковольтного импульсного разряда на
забой скважины, так как разряд является рабочим инструментом для разрушения
материалов в данной технологии.
Объект исследования: Технология расчета и проектирование генератора
импульсного напряжения по схеме Аркадьева-Маркса.
Предмет исследования: Применение генератора Аркадьева-Маркса для
электроимпульсного бурения горных пород и мёрзлых грунтов.
Научная новизна: Основные результаты, полученные в диссертации,
имеют приоритетный характер. Из них можно сделать вывод о перспективности
использования данной конструкции генератор импульсного напряжения.
Практическая значимость: Рассчитана и спроектирована конструкция
генератора Аркадьева-Маркса, которая наиболее приемлема для
электроимпульсного бурения.
В процессе выполнения научно-исследовательской работы были
рассчитаны количественные значения элементов генератора: значения
коэффициентов использования разрядной схемы и волны; емкость конденсатора,
основываясь на этом значении, был подобран импульсный конденсатора с
ёмкостью 0,35 мкФ и рабочим напряжением 100 кВ, количество ступеней 12 в
конструкции генератора, ударная ёмкость 29,17 пФ, максимальная энергия 5,25
кДж, фронтовое и разрядное сопротивления, а так же рассчитана геометрия
разрядного канала под не стандартные конфигурации электродов и
спроектирована конструкция газонаполненных разрядников.
Проведен опыт холостого хода и короткого замыкания, из расчётов
которых были найдены следующие параметры генератора: индуктивность
разрядного контура и паразитная ёмкость, а так же волновое сопротивление и
максимальные значения тока и напряжения при давлении в разрядных
промежутков 3,8 атмосфер.
Генератор импульсного напряжения проектировался для
электроимпульсного бурения горных пород и мёрзлых грунтов по заказу
компании из Швейцарии.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
