16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/177/13169.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 13-14 (177-178) июль 2011 года

Трубки малого диаметра: многоцелевое использование

Производство для энергетики Станислав ПОНЯТОВСКИЙ

Газовый поток может применяться в качестве рабочего тела в распылительных устройствах самого широкого назначения.

Особенно эффективен газовый поток там, где используется свойство газа приобретать высокую скорость при незначительной разности давлений на концах трубы.



Распылитель на встречных потоках

Одним из таких устройств (авторами подана заявка на полезную модель) является распылитель на встречных потоках.

Как известно, традиционные распылители, применяемые, например, в аэрографах, направляют жидкость в газовый поток, срывающий струю с конца подающей трубки в виде мелких капель.

Этот метод применим только к жидкости. И поскольку газовый поток носит ламинарный (со слоями, движущимися относительно друг друга) характер, то капля, сформировавшись в момент отрыва от струи, дальнейшее дробление прекращает – и остается в потоке без изменений.

В этом процессе, в турбулентной зоне, встречные потоки выбрасывают частицы под углом около 90°. Вещества, содержащиеся в потоке, после столкновения разрушаются, а под воздействием мощной турбулентности претерпевают дополнительное дробление.

Встречное столкновение, обладающее высокой скоростью, позволяет провести тотальное разрушение практически любых материалов. Это может найти применение в получении наночастиц твердых и жидких топливных смесей, переработке городского мусора, получении тонких пленок и покрытий и др.

Даже работа большого андронного коллайдера происходит аналогичным образом. Если рассматривать взрывные процессы, можно заметить, что основные разрушения при взрыве происходят за счет большого ускорения или «ударного ускорения».

В данном случае имеет место огромное отрицательное ускорение. Можно сказать, что измельчение частиц происходит в процессе «ударного торможения», где ускорения зачастую имеют значительно более высокую величину. Примером может служить выстрел из ружья свинцовым шариком. При выстреле, получив ускорение, шарик форму не меняет, однако при торможении после удара о твердую преграду превращается в бесформенную массу.



Использование раскаленных газов

Идея применения подпорного давления при подаче теплоносителя в рабочую зону является универсальным решением и может применяться для выполнения широкого круга технологических операций, связанных с термообработкой материалов.

Например, рассматривая газовую горелку, нетрудно заметить, что в зону горения газ подается под небольшим давлением, а высокая температура развивается непосредственно в пламени горелки.

С повышением давления растет скорость газов, пламя срывается, и прекращается работа. Вследствие низкого давления газа зона нагрева охватывает большую площадь, что не обеспечивает высокого качества обрабатываемой поверхности и сопровождается непроизводительными потерями энергии и материала.

Наличие подпорного давления позволяет увеличить скорость рабочего тела, а нагрев от постороннего источника, осуществляемый через теплообменный узел, позволяет провести независимую регулировку давления и температуры газа, что придает новые свойства газосварочному оборудованию.

Газ или жидкость, нагреваясь до необходимой температуры от постороннего источника, тонкой раскаленной струей воздействуют на обрабатываемый материал. При этом значительно расширяется диапазон обрабатываемых материалов, улучшается качество обработанной поверхности, и сокращаются энергетические потери.

Надо отметить, что параметры газовой струи, полученные предложенным методом, будут выгодно отличаться от параметров пламени, получаемого в традиционных газо-сварочных аппаратах отсутствием вредных примесей, а в некоторых случаях тонкая раскаленная газовая струя способна составить конкуренцию лазерному лучу.

В качестве рабочего тела можно использовать воду, воздух, азот, аргон и т. д. Широкий диапазон выходных параметров и свойств теплоносителя придает устройству качества универсального инструмента для сварки и резки различных материалов.



Двухконтурный криоаппарат

Последние годы в медицине обращают все большее внимание к низкотемпературному воздействию на новообразования, которые зачастую вызывают беспокойство и представляют потенциальную опасность, поскольку способны внезапно переходить в злокачественную опухоль.

Опасные образования, возникающие на поверхности кожи, легко поддаются удалению, однако удаление опухолей, возникающих во внутренних органах, диагностируемых как злокачественные, все еще представляет большую сложность.

Практика удаления злокачественных образований внутри организма предусматривает подачу жидкого азота с температурой около –180 °С к удаляемому участку, без охлаждения здоровых окружающих тканей.

По существующей технологии жидкий азот на грани точки кипения по криопроводу, за счет небольшого избыточного давления, подается на наконечник криоинструмента по теплоизолированному каналу.

Однако из‑за низкого давления и угрозы закипания азота применяемое оборудование представляет собой сложные и дорогостоящие установки, что сдерживает их широкое применение.

Целью разработки, проводимой специалистами ООО «МедСпецТруб» и координируемой доктором медицинских наук профессором Г. Прохоровым, является повышение надежности и качества обслуживания криоаппарата путем ликвидации возможности парообразования жидкого азота в криопроводе, а также размещения криогенного оборудования вне стерильного хирургического кабинета и, соответственно, снижения его стоимости.

На конструкцию получен патент РФ на полезную модель № 103723. Заявленные цели достигаются применением двухконтурной схемы установки.

Первый (рабочий) контур представляет собой линию, где азот находится под большим давлением в капиллярных трубках. При этом он подается в рабочий контур от стандартного газового баллона при давлении 75‑150 атмосфер.

Второй (вспомогательный) контур, используя простейшую схему криогенной установки, обеспечивает конденсацию сжатого азота в теплообменной трубке рабочего контура, откуда он в сжиженном виде подается на криоинструмент.

При такой схеме, напоминающей схему домашнего холодильника, обеспечивается подпорное давление на линии подачи жидкого азота, и точка кипения в крио-проводе сдвигается в область более высокой температуры.

Жидкий азот под давлением может передаваться по теплоизолированному капилляру на сравнительно большое расстояние. Это позволяет все основное оборудование располагать вне операционного кабинета, а в операционную подвести только капиллярные трубки с рабочими инструментами.

Получение рабочей температуры происходит в криоинструменте в процессе испарения жидкого азота после дросселирования его в рабочей полости криоинструмента.

При этом для получения более низкой температуры можно отработанный азот откачивать вакуумным насосом, понижая давление в рабочей полости криоинструмента ниже атмосферного.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 13-14 (177-178) июль 2011 года:

  • Блиц

    Государственная дума приняла во втором чтении законопроект «Об обращении с радиоактивными отходами». Согласно проекту, финансирование работ по захоронению отходов будет вестись на основе разовых платежей производителя, а также отчислений в специальные резервные фонды «Росатома». Во втором случае речь идет об организациях, эксплуатирующих особо радиационно-опасные и ядерно-опасные производства и объекты. Порядок финансирования захорон...

  • Уличные фонари подключили к Солнцу
    Уличные фонари подключили к Солнцу

    Партнерство петербургских инновационных компаний представило первые образцы светодиодных уличных светильников, работающих на альтернативных энергоисточниках. ...

  • Тридцать ветряных гигаватт
    Тридцать ветряных гигаватт

    Согласно программе развития возобновляемых энергоисточников, правительство КНР рассчитывает до конца двенадцатой пятилетки (2011‑2015 годы) довести мощность ветроэлектростанций морского базирования в стране до 5 миллионов кВт. После 2015 года офшорная ветроэнергетика войдет в стадию еще более крупномасштабного развития, и к 2020 году ее суммарная мощность должна достичь 30 миллионов кВт. Во втором полугодии текущего года Государ...

  • Опора на лето
    Опора на лето

    Работы энергетики ведут круглый год, но основной объем и ремонтной, и инвестиционной программ выполняется именно в летний период. ...

  • Инжиниринг без содержания, или Зачем понятию четкие термины
    Инжиниринг без содержания, или Зачем понятию четкие термины

    Понятие «инжиниринг» в экономическом словаре трактуется настолько универсально, что применить его можно в любой сфере и отрасли. ...