Генерирование импульсов давления при мощных электрических разрядах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

БОЧАРОВ Юрий Николаевич

ГЕНЕРИРОВАНИЕ ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ ПРИ МОЩНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЯДАХ

Специальность 01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 2004

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет"

Официальные оппоненты: академик РАН, д.т.н., профессор Ф.Г. Рутберг

д.ф-м.н., профессор Г.А. Дюжев д.т.н., профессор В.Ф. Дмитриков

Ведущая организация: НИИ электрофизической аппаратуры

им. Д.В. Ефремова

Защита состоится 25 июня 2004 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д212.229.16 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет ",

по адресу: 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, Главное здание, ауд. 284

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет ". Отзывы на автореферат в одном экземпляре, заверенном печатью, просим направлять по адресу: 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, ГОУ "Санкт-Петербургский государственный политехнический университет", Электромеханический факультет, диссертационный совет

Д212.229.16.

Автореферат разосланная 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

К.Т.Н.,доцент х----------Н.М. Журавлева

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Совершенствование процессов преобразования энергии обусловлено интенсивным развитием промышленного производства в условиях нарастания экологических проблем и необходимости применения энергосберегающих технологий.

Прогресс в освоении техники мощных импульсных разрядов позволил найти приложение для нее не только в технике физического эксперимента, но и в технологических операциях. Среди технологических процессов, использующих короткие мощные импульсы давления, можно выделить магнитно -импульсную обработку материалов (МИОМ), электроимпульсную дезинтеграцию материалов, электрогидравлическую обработку, электровзрывное диспергирование металлов. Для решения этих задач в качестве источника энергии используются генераторы импульсных токов и генераторы импульсных напряжений. Хорошо освоены технологические операции требующие выделения энергии накопителя за время в несколько микросекунд и более. Однако представля-. ет интерес сокращение времени процесса, повышение мощности и скорости ввода мощности, что приводит к росту объемной плотности энергии. В этом случае можно ожидать изменения баланса энергии в канале и увеличения КПД.

Работа выполнялась в соответствии с планом НИОКР по темам федеральной целевой программы "Интеграция" (пр. Ко 854 и Ао 142 раздел 9) и Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ).

Цель работы. Целью данной работы является анализ физических процессов, сопровождающих быстрый разряд конденсаторной батареи (ГИТ), при котором первая амплитуда тока достигается за время менее 10-6 с, а также обоснование применения ГИТ такого диапазона в технологических процессах, использующих импульсы давления большой амплитуды.

В соответствии с поставленной целью задачи работы сформулированы следующим образом:

мированию импульсов давления и механических напряжений в металле

при воздействии сверхсильного импульсного магнитного поля с амплитудой индукции 100 Т и более, нарастающего за время порядка

3. Изучить возможные особенности взрыва проводника при времени ввода энергии менее Ю^с.

4. Определить возможности техники генерирования импульсов тока на основе емкостного накопителя энергии с позиции трансформации времени и амплитуды воздействия.

5. Оценить возможность использования в технологии импульсных разрядов с длительностью порядка

Научная новизна сформулирована в следующих положениях: экспериментально показано, что при вводе энергии от конденсаторной батареи в канал подводного разряда за время менее одной микросекунды сохраняются основные энергетические соотношения, полученные для более медленных режимов, при этом давление на границе канал-жидкость повышается;

экспериментально продемонстрирована возможность избирательной сепарации порошка, находящегося в воде, под действием давления, возникающего при электрическом разряде;

теоретически и экспериментально показано, что для анализа процесса деформирования лайнера сверхсильным импульсным магнитным полем при скорости нарастания тока 0,5 • 1013 А/с нет необходимости учитывать искажения картины магнитного поля в зазоре индуктор-лайнер, если выполняются соотношения, обеспечивающие условия динамического нагруже-ния;

экспериментально продемонстрирована возможность получения характеристик соударения метаемых тел, аналогичных реализуемым при метании взрывом, а также возможность реализации этого процесса в технологии сварки;

" экспериментально и теоретически продемонстрировано соединение непроводящих и плохо проводящих материалов и высокотемпературной сверхпроводящей керамики электрическим взрывом проводника; проанализированы возможности конденсаторных батарей с запасаемой

энергией менее 50 кДж с точки зрения повышения их быстродействия и

предложены способы обострения импульса тока.

Практическая значимость работы заключается в:

- подтверждении основных энергетических соотношений для подводных разрядов при временах ввода энергии в канал менее одной микросекунды;

- демонстрации достижения давления и скорости метания в системе индуктор-лайнер, когда амплитуда индукции магнитного поля превышает 100 Т, соответствующих наблюдаемым при химическом взрыве;

- способе электрогидравлического диспергирования порошка, использующем для этой цели волну разгрузки;

- способе холодной сварки в сверхсильном импульсном магнитном поле;

- способе электровзрывного образования контактных соединений плохопро-водящих материалов и высокотемпературной сверхпроводящей керамики;

- устройствах для обострения тока в малоиндуктивных емкостных накопителях энергии.

На защиту выносятся:

• результаты анализа процессов в канале пробоя воды при вводе энергии за время менее 10-6 с;

• результаты эксперимента и расчетов процесса соединения металлических лент под действием лайнера, ускоренного сверхсильным магнитным полем за время менее 10-6 с;

• исследования и разработки по созданию оборудования для коммутации и обострения импульса тока малоиндуктивных конденсаторных батарей;

• способы сепарации при подводном разряде, сварки в сверхсильном импульсном магнитном поле и при электрическом взрыве проводника, продемонстрированные впервые при временах ввода энергии от одной и менее микросекунды.

Достоверность полученных результатов обеспечивается корректностью постановки эксперимента, использованием физического моделирования исследуемых процессов и совпадением данных эксперимента с результатами расчета, а также сравнением с результатами исследований других авторов, изложенных в печати.

б

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на: международных конференциях "Мегагаусс 3" (Новосибирск, 1983 г.), "Мегага-усс 4" (Нью-Йорк, США, 1986 г.), "Мегагаусс 5" (Новосибирск, 1989 г.), "Мегагаусс 6" (Нью-Йорк, США, 1993 г.), "Мегагаусс 8" (Теллахасси, США, 1993г.), международной конференции по мощной импульсной технике (Балтимор, США, 1997 г.), 12-й международной конференции по мощным электромагнитам (Тель-Авив, Израиль, 1998 г.), международной научно-технической конференции "Электрофизические и электрохимические технологии" (Санкт-Петербург, 1997 г.), Российской научно-технической конференции "Инновационные наукоемкие технологии для России" (Санкт-Петербург, 1995 г.), научно-технической конференции "Фундаментальные исследования в технических университетах" (Санкт-Петербург, 1998 г.), международной научно-практической конференции "Теоретические и практические проблемы развития электроэнергетики России" (Санкт-Петербург, 2002 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 60 печатных работ, включая 4 авторских свидетельства и 1 патент. Основное содержание диссертации изложено в 39 работах.

Структура диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 148 наименований, и 2-х приложений. В работе 197 - страниц, в том числе 100 рисунков и таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В первой главе рассматриваются особенности работы емкостных накопителей энергии, которые используются для технологических операций. В качестве технологических устройств нашли приложение обе схемы емкостных накопителей: генератор импульсных токов (ГИТ) и генератор импульсных напряжений (ГИН). Эти установки работают, как правило, в микросекундном диапазоне, и анализ процессов в контуре описывается соотношениями, характерными для цепей с сосредоточенными параметрами.

В существующих электрофизических методах обработки материалов можно условно выделить операции с использованием импульса давления, генерируемого в процессе разряда конденсаторной батареи. Это магнитно-

импульсная штамповка, когда ГИТ разряжается на индуктор, создающий импульсное магнитное поле в зоне расположения проводящей детали, в результате чего происходит деформирование заготовки. Это применение электрогидравлического эффекта, особенностей развития капала разряда в воде при протекании сильного импульсного тока от ГИТ для штамповки, обрубки и очистки литья, диспергирования материалов и сырья, сейсмической разведки при инженерно-геологических изысканиях на акваториях и др. Отдельно можно отметить использование электрического взрыва проводника (ЭВП) в той его части, которая касается взрыва в воде или плотной среде, где важно формирование импульсов давления для задач диспергирования, а также холодная ломка проката и возможность получения скалывающих напряжений на грапице упругих сред. В перечисленных выше технологических приложениях в качестве источника энергии используется генератор импульсных токов с запасаемой энергией, как правило, не более 50 кДж. Длительность разряда составляет от нескольких микросекунд и выше (за исключением непосредственно самого взрыва проводника). Таким образом, в указанных приложениях применяется высоковольтная импульсная техника (ВИТ) одного класса, в которой компоновка, элементы (конденсаторы, коммутаторы, обострители) сходны по характеристикам.

Сокращение времени ввода энергии может привести к укорочению фронта импульса давления возникающего при электрическом разряде, что позволяет надеяться на изменение хода процесса диспергирования материалов из-за использования не только волн сжатия, но и растяжения. В свою очередь это влияет на размеры частиц, подвергшихся нагружению.

В разрушающихся системах при генерации импульсов магнитного поля высокой амплитуды индукции, скорость нарастания тока является определяющей. В этом случае возможна реализация условий, сопровождающих взрыв химических В.В. При амплитуде индукции магнитного поля 100 Т плотность энергии соответствует твердому В.В. и составляет 4 кДж/см3, а время процесса менее 10"6 С.

Электрический взрыв проводника при уменьшении времени ввода энергии может обеспечить снижение требований по ограничению явления обратного перекрытия промежутка, и сам процесс в металле будет развиваться без развития неустойчивостей. В этих условиях генератор импульсных токов является

одним из наиболее популярных импульсных источников электромагнитной энергии.

Основываясь на систематизации экспериментальных данных, а также их анализе, в первой главе сформулированы задачи, решению которых посвящена работа.

Глава 2. ПРОЦЕССЫ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ РАСШИРЕНИЕ КАНАЛА В ВОДЕ

В качестве объекта исследования по технологическому применению подводного электрического разряда малой длительности использовалась взвесь порошка феррита в воде с максимальным размером фракции менее 400 мкм. Экспериментальная установка, состояла из малоиндуктивного высоковольтного импульсного конденсатора с плоской ошиновкой вывода собственной емкостью Со = 0,1 мкФ, зарядным напряжением до 50 кВ и собственной индуктивностью

Ц кВ 60 50 40 30 20 10 О -10 -20

- -зо

0 02 04 06 08 Г, МКС

Рис. 1. Экспериментальные зависимости от времени тока (1) и напряжения (и)

конденсатора Ь0 = 25 нГн. Коммутация тока осуществлялась многоканальным газовым разрядником под давлением с дополнительной "подсветкой" промежутка ультрафиолетовым излучением. Ток нарастал до максимума за 0,2 мкс и при зарядном напряжении 37,5 кВ был равен 30 кА. Типичная осциллограмма тока и напряжения приведена на рис. 1.

Эксперимент проводился следующим образом. Порошок засыпался в камеру с водой, производился один разряд, затем содержимое изымалось, и экс-

Рис. 2. Относительное распределение по фракциям в зависимости от числа разрядов п - число разрядов, Отф - вес одной фракции, т - вес всех фракций

перимент повторялся. После трех опытов порошок высушивался, ссыпался вместе и подвергался просеиванию. Следующая порция порошка подвергалась воздействию три раза и десять раз. Полученный порошок так же подвергался просеиванию, как и контрольная порция, на которую не оказывалось воздействие. Для чего использовались сита 0,4 мм, 0,2 мм, 0,05 мм.

Из данных, представленных на рис.2 видно, что в результате относительное содержание фракции с размерами зерен > 400 мкм снижается, появляется отсутствующая в контрольной партии фракция с размерами зерен < 50 мкм, увеличивается фракция с размерами 50-200 мкм и практически не изменяется фракция с размерами 200-400 мкм. Справедливо предположить, что разрушается только зерна, имеющие размер > 400 мкм.

Сравнение удельных энергозатрат иллюстрирует факт небольшого увеличения веса фракции с размерами < 200 мкм при значительном увеличении числа разрядов.

Выполнены оценки значения давления на границе канал-жидкость, электроакустического КПД, по известным аналитическим формулам, полученным в работах Наугольных Н.Л., Роя И.А., Малюшевского П.П. и др.

Значения давления на границе канал-жидкость достаточно хорошо совпадают для четырех анализируемых вариантов. Величина давления по разным оценкам колеблется в диапазоне (2-г9) • 109 Па.

Полученные экспериментальные зависимости тока и напряжения (рис. 1) использованы для расчета параметров плазменного канала разряда, согласован-

ного с радиальным гидродинамическим течением в камере, на основе уравнения энергии и модели испарения стенки Кнудсена-Ленгмюра. В непрерывном режиме производился расчет степени ионизации проводимости плазмы и потерь на излучение НгО-плазмы. Радиальное течение за пределами канала рассчитывалось по модели одномерного течения сжимаемой жидкости с использованием уравнения состояния воды при высоких давлениях. Уравнение энергии:

где Е - полная внутренняя энергия плазмы в канале, Р - давление плазмы, V— объем плазменного канала, 0]— мощность, выделяемая в канале в виде джоуле-ва тепла, - мощность потерь энергии из канала на излучение, Д\У - мощность, затрачиваемая на испарение стенки канала при протекании по нему электрического тока высокой плотности.

Уравнение для массы газа в канале М, полученное на основе модели

Кнудсена-Ленгмюра, име^т ""

<1М = Р-Ст ехр(-Я/ИТ)

л 4глктТт

где Н - энергия сублимации моля жидкости, Я - универсальная газовая постоянная, т - масса молекулы жидкости, СУ - постоянная Трутона. Концентрация частиц плазмы п выражается через массу и объем как п=ИМ/тУ, где N - число атомов, на которые распадаются молекулы жидкости при диссоциации (для воды N=3). Температура плазмы выражается через давление и концентрацию как Т=Р/кп, где к - постоянная Больцмана.

Проводимость плазмы определяется с помощью формулы, комбинирующей проводимость спитцеровской и слабо ионизованной плазмы

ркТт, [(1 - х)<теа +а „]'

где х - степень ионизации, та ед- масса и заряд электрона, Оеа> (Гц сечения рассеяния электрона на нейтральных атомах и ионах. Для сечения рассеяния используется простая аппроксимация: - радиус атома.

Степень ионизации х и электропроводность рассчитываются с учетом сложного атомного состава плазмы, в частности для воды 2/3 частиц плазмы

атомы и ионы водорода , 1/3 - кислорода. В частности для расчета степени ионизации решается система уравнений Саха

- соответственно потенциал ионизации, статистический вес и относительная доля компоненты т в газовой смеси, g¡m — статистический вес иона компоненты ш,к- постоянная Планка.

Для определения текущего значения радиуса разрядного канала к системе обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих процессы в канале и внешней электрической цепи, добавляется система уравнений гидродинамики. При этом для упрощения модели используется симметрия в геометрии разрядного промежутка и разрядной камеры.

Расчетные зависимости скорости расширения разрядного канала, давления в канале, радиуса канала, проводимости плазмы, ее температуры представлены в функции времени на рис. 3-6.

Рис. 3. Расчетная зависимость от времени скорости расширения разрядного канала

,Па

6-10' 5-Ю9

4-10"

310' 2-Ю'

1-10'

1 р \/

а

а, лш /.2

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2

0.2 0.4 0.6 0.8 /, мкс

Рис. 4. Расчетные зависимости от времени давления (Р) в канале и радиуса канала (а)

Рис. 5. Расчетные зависимости от времени электрической проводимости плазмы разряда (О) и полного электрического сопротивления канала (К)

Рис.

6. Расчетные зависимости от времени концентрации (и) и температуры (Г) плазмы разрядного канала

Можно определено констатировать качественное совпадение результатов обсуждаемого эксперимента с исследованиями более "медленных" разрядов, а именно:

амплитуда давления в канале достигает максимума ранее момента максимума тока;

длительности фронта и импульса давления короче фронта и длительности импульса тока;

• скорость расширения канала не превышает значений, наблюдаемых экспериментально в более "медленных" разрядах, а ее максимум совпадает с максимумом разрядного тока;

амплитуда импульса давления падает по мере удаления от канала.

К особенностям более быстрого ввода энергии можно отнести: значение температуры в канале в начальной стадии превосходит 105 К; скорость изменения давления по радиусу остается равной скорости звука; электроакустический КПД достигает практически предельного значения. По-видимому, это связано с тем, что смещение стенки канала к моменту максимума давления практически отсутствует.

Расчетные данные, полученные по описанным моделям, данные эксперимента и численного расчета по величине импульса давления на границе канал-жидкость на момент старта процесса отличаются мало.

Для анализа результатов по дроблению порошка выполнен расчет давления в камере для различных моментов времени при действии прямоугольного импульса давления на стенке канала амплитудой Р = 2*109 Па, длительностью I = 0,2 мкс. Результат расчета представлен на кинограмме (рис. 7).

Показано, что уменьшение времени ввода энергии в канал разряда приводит к увеличению электроакустического КПД, амплитуды импульса давления. Продемонстрирована возможность избирательного дробления фракций порошка при обеспечении соответствующей длительности фронта импульса давления и его длительности.

Рис.7. Распределение давления в различные моменты времени при действии прямоугольного импульса давления в канале разряда (р~ 2 • 10' Па, / = 0,2 мкс)

Глава 3. ГЕНЕРАЦИЯ ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ПРЯМОМ РАЗРЯДЕ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ НА СОЛЕНОИД

Анализ экспериментальных данных разных авторов для тонкостенных соленоидов показывает, что картина разрушения при микросекундных време-пах нарастания тока приблизительно одинакова. Слабое увеличение радиуса канала имеет место к моменту максимума тока («10 %) и, как следствие, наблюдается малое уменьшение геометрического фактора катушки. Характер деформации соленоида исследовался с помощью теневой фотографии в рентгеновских лучах. Типовые фотографии приведены на рис. 8. Снимки производились в осевом направлении.

• с(

t=0.6 шкс

сЗ/сЗо=1.18 С=0.9 шкс

а/ао=1.8з

t=l.35 шкс

Рис. 8. Рентгеновские фотографии взрыва соленоида, полученные в разные моменты времени

Эксперименты по сжатию лайнера магнитным полем выполнялись на установке, обеспечивающей импульс тока 10б А при времени нарастания тока 1,1 мкс. К описанному накопителю энергии присоединялись соленоиды, радиус которых оставался постоянным и равным 2,8 мм, а длина в различных экспериментах изменялась от 2 до 5 мм. В соленоид помещался медный лайнер с толщиной стенки 1 мм, внутри которого располагались две наложенные друг на друга ленты сечением 2x3 мм (рис. 9). В месте наложения ленты были спилены наполовину так, что их суммарная толщина составляла 2 мм.

По данным измерений индукция в зазоре составляла в зависимости от длины соленоида и зарядного напряжения батареи величину, изменяющуюся в пределах При разряде накопителя под действием магнитного поля

стенки соленоида и лайнера ускорялись в противоположных направлениях, и

Рис. 9. Фотографии образцов

радиус соленоида увеличивался, а радиус лайнера уменьшался. На рис. 9 представлены фотографии типичных экспериментальных образцов, распиленных вдоль оси и зафиксированных на парафине для наблюдений зон деформации (с предварительной шлифовкой и травлением) под микроскопом. На рис. 10 изображена характерная фотография места контакта лент, наглядно иллюстрирующая факт образования волны сварки в зонах деформации при различных режимах нагружсния.

Для анализа процесса деформации необходимо изучение пространствен -но-временной картины магнитного поля в системе соленоид-лайнер, и последующего смещения и деформации объекта лайнер-ленты.

Обосновывается возможность идеализации задачи пренебрежением к движению элементов системы соленоид-лайнер и замены реального распределения тока распределением с постоянной по осевой координате линейной плотностью, закон изменения во времени которой повторяет заданный характер изменения тока в соленоиде.

Рис. 10. Волна сварки увеличение х500

Вихревые токи, индуктируемые в лайнере при диффузии поля, принимаются равномерно распределенными по его толщине й, что позволяет упростить решение, исключив из рассмотрения область, занятую вихревыми токами. Для описанных условий эксперимента, в которых время нарастания тока до максимума составляло это условие, очевидно, выполняется.

Принятая расчетная модель включает в себя цилиндрический соленоид, расположенный коаксиально снаружи проводящего лайнера (рис. 11).

Поле принимается осесимметричным и описывается с помощью векторного потенциала, имеющего единственную составляющую Аа = А, удовлетворяющую в области, свободной от токов, уравнению

г дг

дА\ д1А А .

г— +—5---г- = 0.

\ дг) дг1 г2

Тогда в векторный потенциал поля вихревых токов лайнера

1 И1 К '[/.(АД^Лг)/ ^ > при г>Д,

в векторный потенциал поля соленоида

2цт}Яг Г)ЛГ|(ЛЛ2)| бшЛ/соэЛг 2" * 0]{/,(ЛЛ2)^(Яг)] Л

ах

при г < Я2 при г > Л2

•1 -0.5 0 0.5 1 г 15

Рис. 11. Проникновение импульсного поля в краевой зоне Условие на поверхности лайнера при равномерном распределении вихревого тока по толщине и произвольном законе изменения во времени тока соле-

Решение для векторного потенциала

Усилие, действующее на лайнер

При идеальной проводимости полубесконечного лайнера

Результаты расчетов показывают, что при значениях безразмерного параметра выражающего добротность лайнера по отношению к экранированию продольного однородного поля с частотой проникшее поле практически не оказывает влияния на характер распределения радиальной силы. Это имеет место в условиях эксперимента, для которых следовательно, влияние проникновения поля на характер нагружения лайнера несущественно и можно использовать приближение идеально проводящего лайнера, когда = ;/(/), и осевая составляющая индукции представляется более простым интегралом

В | цт]

1 к ¿К,(ЛЯ,) Л 2

Таким образом, анализ процесса деформации соленоид-лайнер возможно

начать в приближении равномерного распределения давления по поверхности лайнера с амплитудой соответственно 40 000 атм и 160 000 атм и длительностью 0,5 мкс.

Расчет динамических напряжений, контактных давлений, пластических деформаций, скоростей смещения границ в функции времени выполнялся с использованием программы

Давление прикладывается под соленоидом (рис. 12) осесимметрично относительно оси цилиндра (рис. 13).

На рис. 14 изображен график зависимости давления от времени. Данная кусочно-линейная функция представляет собой аппроксимацию расчетной

функции давления вида при условии Амплитуда

давления соответствует индукции магнитного поля 100 Т.

Рис. 14

На рис. 15 представлены точки на контактной поверхности, в которых строятся графики зависимости контактного давления от времени (рис. 16). Из полученных результатов видно, что на контактной поверхности давление действует в течение небольшого промежутка времени, а именно, порядка / - 0,8 мкс.

Из построенных графиков видно, что после прохождения волны сжатия по контактной поверхности значения давлений быстро уменьшаются в несколько раз.

Рис. 17.

В процессе деформирования внешнего кольца скорости точек на его внешнем радиусе составляют на внутреннем радиусе -

На рис. 20 изображены точки на контактной поверхности, в которых строятся графики зависимости скорости от времени (рис. 21).

Таким образом, анализируя поля давлений в различные моменты времени и в разных геометрических точках соприкасающихся поверхностей, можно сделать выводы о том, что амплитуда давлений значительно превосходит прочностные пределы меди даже при индукции в 100 Т. Скорости смещения лент достигают 450 м/с. То есть создаются условия для реализации процесса сварки, аналогичные условиям сварки взрывом практически в любом сечении деформируемой области. Процесс нагружения динамический, деформации и смещения происходят после того как заканчивался импульс давления, генерируемый в зазоре индуктор-лайнер протекающим импульсным током.

Глава 4. ГЕНЕРАЦИЯ ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВЗРЫВЕ ПРОВОДНИКОВ

Выполнена оценка параметров рабочей среды при импульсной сварке твердых тел с помощью электрического взрыва фольги. Расчет температуры и давления, достигаемых в нагреваемой фольге, основан на определении объемной плотности тепловой (внутренней) д энергии к моменту обрыва тока. При

этом полное энерговыделение на участке металличе-

ской фольги в области соединения, - электрическое сопротив-

ление фольги в области соединения, - тепловой коэффициент удельного электрического сопротивления, /?0 = д/ц/Зф — начальное значение сопротивления

фольги, - удельное электрическое сопротивление материала фольги, -

длина и площадь сечения фольги, - объем фольги.

Давление в металлической фольге можно найти с помощью уравнения состояния металла Ми-Грюнайзена, справедливого при высоких давлениях и температурах

Первое слагаемое в приведенном выражений — «холодное» давление, равное нулю при нормальной плотности металла, что имеет место в условиях сваривания плоских тел. Вторая «тепловая компонента» связана с объемной плотностью внутренней энергии соотношением

где Гг - параметр Грюнайзеиа, равный для алюминия 2,09. Расчеты для приведенных параметров токового импульса дали следующие значения давления в области соединения:

3,38 • 105 Па для фольги длиной 1 см и сечением 16 мм2 и 1,96 • 105 Па для фольги той же длины и сечение 21 мм2.

В экспериментах использовались оптическое стекло с целью индикации пороговых значений давления на свариваемую поверхность, возникающих при электрическом взрыве фольги, высокотемпературная сверхпроводящая керамика и диски оксидно-цинковых нелинейных сопротивлений - вари-сторов (ОЦВ).

Данные экспериментов показали возможность соединения пар непроводящих или плохопроводящих материалов с обеспечением малого контактного сопротивления и большой площади контактов.

Глава 5. ТЕХНИКА ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ БЫСТРЫХ ИМПУЛЬСНЫХ РАЗРЯДОВ

В этой главе рассматриваются методы обострения импульса тока, основанные на применении электрического взрыва проводника, многоразового ферромагнитного размыкателя, а также коммутационная техника.

При обострении тока в малоиндуктивном ГИТ необходимо уменьшать индуктивность фольги и токоподводящего тракта с целью снижения потерь

магнитного потока и повышения амплитуды передаваемого в нагрузку импульса тока. Скорость нарастания тока в нагрузке определяется напряжением, генерируемым взрывающейся фольгой и индуктивностью нагрузки. В связи с этим при разработке ГИТ необходима минимизация индуктивности фольги и токоподводов к нагрузке.

Исходя из этих требований, разработан узел нагрузки, конструкция которого показана на рис. 22. Узел нагрузки позволяет использовать фольгу различных размеров, индуктивность токоподводов к нагрузке и разрядника-обострителя мала и составляет (1-3) • 10-9 Гн

Рис. 22. Узел нагрузки: 1 - выход ГИТ; 2 - объемный токоподвод к нагрузке; 3 - ЭВФ; 4 - раз-рядник-обостритель; 5 - дугогасящая среда; б - нагрузка; изоляция узла нагрузки и ГИТ не

Использование разработанного узла нагрузки на установке ГИТ-50, имеющей собственную индуктивность 10 нГн, позволило в нагрузке с индуктивностью 3 нГн сформировать импульс тока с амплитудой 800 кА и длительностью переднего фронта 350 нс. На рис. 23 приведена осциллограмма импульса тока в нагрузке и общего тока батареи.

Показано, что повышение плотности тока в ЭВФ увеличивает время взрыва и снижает возможность обострения тока. В то же время, использование такого типа обострителя в малоиндуктивных накопителях неизбежно ведет к увеличению плотности тока в ЭВФ, так как интеграл действия остается посто-

показана

1,48 мА

0,32 мкс

Рис. 23. Осциллограммы тока разряда батареи 1и тока в нагрузке II

янным. По-видимому, приведенные результаты близки к предельным в таких системах. Для продвижения возможно использование экзотических режимов взрыва, например, в присутствии наложенного дополнительного магнитного поля.

Ферромагнитный размыкатель является альтернативой известным методам коммутации в мощных импульсных источниках энергии. Предлагаемая система является системой многократного использования, поскольку в ней нет элементов конструкции, которые разрушались бы или совершали механические перемещения во время коммутации.

Для быстрого переброса тока в нагрузку индуктивного или емкостного накопителя используются схемы, в которых происходит резкий рост переходного импеданса элемента цепи. Этот процесс может быть осуществлен различными способами, включая скачок индуктивности в схеме (рис. 24) от начального значения до конечного Ц . При этом ток ¡г в индуктивной нагрузке возрастает до значения:

где - начальное значение тока тивности.

кратность изменения индук-

Рис. 24. Цепь для переброса тока в индуктивную нагрузку в результате изменения

индуктивности Ь1

В случае Ьг « Ь<> эффективность системы коммутации характеризуется множителем (К- 1)/(к + ¿2/¿^), который близок к единице, если Я"» 1, и дос-

В данной работе предлагается использовать для этой цели систему с ортогональными полями, примеры которых представлены на рис. 25.

Рис. 25а Пример идеальной тороидальной магнитной системы с ортогональными полями

Рис. 25б Пример магнитной системы для оценочных расчетов

В качестве примера соавтором работ Ефимовым И.П. был выполнен расчет ферромагнитного размыкателя (ФР) для генератора импульсных токов с параметрами:__

Энергия накопителя при зарядке до 50 кВ Щш = 0,8 МДж

Рабочее напряжение ГИТ 1/рав = 35кВ

Емкость конденсаторной батареи Со = 64 мФ

Собственная индуктивность батареи ;0 = 31нГн

Амплитуда импульса тока /та, = 5 МА

Время нарастания тока (четверть периода) Гф = 7 мкс

Величина нагрузки (малоиндуктивный соленоид) /т = 3 нГн

В результате показано, что использование ФР обеспечивает ток в нагрузке с амплитудой 3,2 МА и длительность около 0,3 мкс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Емкостной накопитель энергии по-прежнему достаточно эффективное средство преобразования энергии. Изменение диапазона его работы, переход к более коротким временам преобразования энергии приводит к перераспределению между составляющими баланса энергии, а при взаимодействии с механическими системами - к динамическому характеру воздействия. Минимально достижимая амплитуда импульса давления на границе канал разряда - вода зависит от двух соревновательных процессов: ввода энергии и расширения канала. При малых временах поступления энергии и ограниченной скорости расширения капала его радиус меняется мало и значения давления достигает предельных величин. Этим объясняется и рост КПД, так как на этой стадии разряда практически отсутствует перемещение жидкости вследствие малого изменения радиуса канала.

Генерация сверхсильных импульсных магнитных полей при разряде конденсаторной батареи сопровождается разрушением магнитной системы. Достижимая амплитуда индукции магнитного поля определяется скоростью нарастания тока. Процесс деформирования в системе индуктор - лайнер - заготовка в этих условиях является динамическим. Электрический взрыв фольги в режиме быстрого ввода энергии может обеспечить условия для технологических применений в случае, если давление, сопровождающее взрыв, не будет превышать определенных значений.

Анализ протекающих процессов затруднен из-за большого количества функционально связанных факторов влияния. В работе проведено исследование особенностей разряда в жидкости, взаимодействия сверхсильного импульсного магнитного поля с металлом и электрического взрыва проводника в одинаковых временных диапазонах.

В качестве источника энергии использовался генератор импульсных токов с относительно невысокой запасаемой энергией. Уровень запасаемой энергии определяется оптимизацией параметров накопителя (емкость, индуктивность, скорость нарастания тока, КПД). В данном случае интегрирующим эле-

ментом разных условий нагрузки является источник энергии, и именно с позиции его возможностей проводился анализ.

В работе получены следующие основные результаты:

1. Показано что, уменьшение времени ввода энергии емкостного накопителя в канал разряда в воде до значения 0,2-Ю^С (I максимум тока) приводит к увеличению электроакустического КПД до 50 %, а значения импульса давления у стенки канала превышает 109 Па.

2. Установлено, что известные теоретические и экспериментальные формулы, связывающие параметры разрядного контура и амплитуду давления на границе канал-жидкость для более медленных скоростей ввода энергии могут быть использованы с достаточной степенью точности и в исследуемом диапазоне, так же как и вариант численного моделирования эксперимента, приведенный в работе.

3. Подтверждено, что скорость расширения канала не превышает 1000 м/с, длительность фронта давления определяется скоростью ввода энергии и характеристиками воды. Достижение значений давления в импульсе сжатия, превышающих 109 Па, возможно при скоростях нарастания тока более чем

4. Предложенный способ избирательного дробления порошка фракции определенного размера предполагает технологическое применение, когда возможно разрушение по характеристикам на разрыв по типу откола.

5. Экспериментально и численным моделированием обоснована необходимость учета лишь «стартовой» конфигурации магнитного поля в зазоре лайнер-индуктор в случае разгона лайнера при динамическом режиме на-гружения.

6. Продемонстрирована возможность реализации условий, аналогичных условиям сварки взрывом, при использовании сверхсильных импульсных полей в системе индуктор - лайнер - заготовка. Экспериментально продемонстрирована возможность получения волн сварки, численно - скорости смещения и амплитуда давлений, обеспечивающих условия сварки.

7. Опытным путем и моделированием показано, что электрический взрыв фольги в режиме быстрого ввода энергии (длительность четверти периода

• тока менее Ю^с) осуществляется без генерации импульсов давления большой амплитуды (~ 3-105 Па).

8. Предложены опробованные варианты технологических применений электрического взрыва фольги для нанесения поверхностного покрытия и контактного низкоомного соединения высокотемпературной сверхпроводящей керамики.

9. Предложен способ соединения нелинейных оксидно-цинковых резисторов, улучшающий их эксплуатационные характеристики.

10. Показано, что емкостной накопитель энергии остается достаточно эффективным средством преобразования энергии. Наибольшей сложностью при продвижении в область малых времен и высоких частот разряда, а также для повышения КПД является относительно низкая плотность энергии в конденсаторах.

11. Предложены и опробованы варианты коммутационной и обострительной аппаратуры, позволяющие существенно расширить диапазон работы нако-пительнои техники па основе конденсаторных батареи по схеме генератора импульсных токов.

Результаты работы отражены в 16 публикациях и опубликованы в трудах

12 международных и 6 Российских научных конференциях. По материалам работ получено 4 авторских свидетельства и 1 патент.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Бочаров Ю.Н., Кручинин А.И., Шнеерсон Г.А. Выбор параметров емкостного накопителя для получения сверхсильного магнитного поля в разрушающихся соленоидах малого объема / Вестник Харьковского политехнического института. Магнитно-импульсная обработка металлов. 1977. № 123 выпуск 4. - С. 49-87.

2. Бочаров Ю.Н., Григорьев А.В., Шнеерсон Г.А. Управляемый многоканальный твердотельный разрядник / Б.И. 1980. № 13. А.с. № 726613.

3. Бочаров Ю.Н., Баранов А.И. Коммутатор тока / Б.И. 1980. № 13. А.с. № 492017.

4. Megagauss magnetic field production in small volumes / Botcharov Y.N., Chetchel A.N., Krivosheev S.I. a tall - Megagauss Physics and technology. - New York and London: Plenum Press, 1980. - P. 485-498.

5. Малоиндуктивный накопитель для получения сверхсильных импульсных магнитных полей / Ю.Н. Бочаров, С.Л. Зайенц, П.Г. Попов и др./ Приборы и техника эксперимента. 1981. № 1. С. 167-169.

6. Бочаров Ю.Н., Кривошеев СИ., Шнеерсон Г.А. Задержка начала разрушения одновиткового соленоида в мегагауссном магнитном поле. - Письма в Журнал технической физики. 1982. Т. 8. № 4. С. 212-215.

7. Исследование разрушения одновитковых соленоидов в сверхсильном магнитном поле. Сверхсильные магнитные поля. Физика. Техника. Применение / Ю.Н., Бочаров, СИ. Кривошеев, А.И. Кручинин и др. - М: Наука, 1984. -С. 77-87.

8. Бочаров Ю.Н., Кривошеев СИ., Чураев В.А. Твердотельный многоканальный разрядник / А.с. № 1212265.1985.

9. Бочаров Ю.Н., Кривошеев СИ., Кручинин А.И. Малоиндуктивный коммутатор на скользящем разводе / Труды совместного заседания секции научных советов АН СССР "Научные основы электрофизики и электроэнергетики" и "Проблемы мощной импульсной энергетики". Высоковольтные искровые и взрывные коммутаторы. - Томск: 1986. - С. 39.

Ю.Бочаров Ю.Н., Кривошеев СИ., Шнеерсон Г.А. Малоиндуктивный фольговый коммутатор в цепи разряда конденсаторпой батареи с высокой скоростью нарастания тока / Сборник АН СССР "Научные основы электрофизики и электроэнергетики". - Томск: 1986. - С. 98-99.

11. Численные экспериментальные исследования разрушения соленоидов в быс-тронарастающем магнитном поле. Мегагауссная импульсная техника и приложения / Ю.Н. Бочаров, СИ. Кривошеев, А.И. Кручинин и др. - Третья конференция. Нью-Йорк и Лондон. 1987. - Р. 33-44.

12. Емкостной накопитель с ошиновкой и коммутаторами на скользящем разряде / Ю.Н. Бочаров, О.Ю. Грущина, С.Л. Зайенц и др. // Межвузовский сборник "Высоковольтные электроэнергетическое и электрофизическое оборудование и линии электропередачи". Л.: ЛПИ, 1987 - С 88-93.

13.Многовитковый соленоид для создания сильных импульсных магнитных полей / Ю.Н. Бочаров, СИ. Кривошеев, А.И. Кручинин и др. А.с. № 1349578.1987.

14. Предельные возможности емкостных накопителей энергии с точки зрения получения мегагауссных магнитных полей в разрушающихся соленоидах./ Ю.Н. Бочаров, О.Ю. Грущина, В.В. Титков и др. - Всесоюзная конференция "Импульсные источники энергии". Ленинград, 1989 г. - С. 96.

15. Бочаров Ю.Н., Кривошеев СИ. Фольговый обостритель тока в цепи разряда малоиндуктивной конденсаторной батареи / Современные вопросы создания электроэнергетических и электрофизических конструкций и аппаратов высокого напряжения // Межвузовский сборник научных трудов ЛПИ им. М.И. Калинина. - Л.: Изд-во ЛПИ, 1989. - С. 107-110.

16. Изучение взрывного разрушения соленоида малого объема в сверхсильном магнитном поле / Ю.Н. Бочаров, СИ. Кривошеев, А.И. Кручинин и др. // Мегагауссные поля и мощные импульсные системы: Труды V Международной конференции по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам. Нью-Йорк, 1990. - С. 65-77.

17. Динамика разрушения соленоида в мсгагауссном магнитном поле / Ю.Н. Бочаров, СИ. Кривошеев, В.В. Титков и др. // Труды международной конференции по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам. Ныо Мехико, США, 1992 - С 167

18. Бельков Е.П., Бочаров Ю.Н. Высоковольтные импульсные коммутирующие приборы: Учебное пособие. - СПб.: Изд-во СПбТТУ, 1993.-102 с.

19. Малоиндуктивный генератор импульсных токов с объемной ошиновкой / Ю.Н. Бочаров, СИ. Кривошеев, Н.Г. Лапин и др./ Приборы и техника эксперимента. 1993. №2. С. 92-95.

20. Динамика разрушения соленоида в мегагауссном поле / Ю.Н. Бочаров, Д.В. Доев, Г.Н. Капорская и др. // Труды VI конференции "Мегагауссные магнитные поля и родственные эксперименты". Нью-Йорк, Нова-Шива, 1994. -С 41-51.

21. Стенд для создания сильных импульсных магнитных полей / Ю.Э. Адамьян, А.Н, Березкин, Ю.Н. Бочаров и др. - Приборы и техника эксперимента. 1994. №5. С. 134-139.

22. Дробление порошков при электрическом разряде в жидкости / Ю.Н. Бочаров, СИ. Кривошеев, Г. А. Шнеерсон Труды Российской научно-

технической конференции "Перспективные технологические процессы обработки материалов". СПб, 24-26.10.1995 г. - С. 36.

23. Бочаров Ю.Н., Шнеерсон Г.А. Фундаментальные проблемы и технологические применения высоковольтной импульсной техники / Труды Российской научно-технической конференции "Инновационные наукоемкие технологии для России". СПб, 25-27.04.1995. - С. 86-87.

24. A Ferromagnetic Opening Switch / G. A. Shneerson, Y. N. Bocharov, I.P. Efimov et al. - International Pulsed Power Conftrence. Baltimore, Maryland, 1997. URL: http://ppc97-www.nrl.navy.mil/ps01 .html, PI-95

25.Богатенков И.М., Бочаров Ю.Н., Кузнецов В.Е. Использование электрического взрыва фольги для соединения варисторов на основе оксида цинка / Труды Международной научно-технической конференции "Электрофизические и электрохимические технологии". Санкт-Петербург, 9-11.06. 1997 С. 86-87.

26. Рабочие испытания защитных аппаратов. Электротехника и электроэнергетика / И.М. Богатенков, Ю.Н. Бочаров, В.Е. Кузнецов и др.- Труды СПбГТУ, 1998.-С. 69-75.

27. Использование ферромагнитного размыкателя тока в сильноточных цепях накопителей энергии / Г.А. Шнеерсон, Ю.Н. Бочаров, И.П. Ефимов и др. // Материалы научно-технической конференции «Фундаментальные исследования в технических университетах». Санкт-Петербург, 25-26.06.1998. -СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998. - С. 239-240.

28. The use of the ferromagnetic switch with orthogonal control field for diverting of current in an inductance-capacitance storage / Y.N. Bocharov, I.P. Efimov, S.I Krivosheev et al. // 12th International Conference on High-Power Particle Beams (BEAMS'98). Haifa, Israel. 1998. - P. 102

29. The use of the ferromagnetic switch with orthogonal control field for diverting of current in an Inductance-capacitance storage / Y.N. Bocharov, I.P. Efimov, S.I. Krivosheev et al. / 1 lth International Conference On High-Power Electromagnetics (EUROEM'98). Tel Aviv, Israel. 1998.

30. Current pulses sharpening by ferromagnetic opening switch / G.A. Shneerson, I.P. Efimov, Y. N. Botcharov et al. // VIIIth International Conference on Megagauss

Magnetic Field Generation and Related Topics. Tallahassee, Florida, USA. 1998. -P. 128.

31. Генератор импульсных токов: Учебное пособие / Е.П. Бельков, Ю.Н. Бочаров, ГЛ. Шнеерсон и др. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1998. - 99 с.

32. Электрический ток большой плотности и сильные магнитные поля - технологический инструмент для металлургии легких сплавов / К.Б. Абрамова, С.Д. Самуйлов, Ю.Н. Бочаров, Г.А. Шнеерсон - Технология легких сплавов. 1999. № 1.С. 195-198.

33.Технология и оборудование для брикетирования металлической стружки / К.Б. Абрамова, С.Д. Самуилов, В.В. Антипов, Н.И. Русаков Ю.Н. Бочаров. Доклады Четвертой Всероссийской научнопрактической конференции с международным участием "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности" // Под ред. Н.И. Иванова, СПб, 1999, т.2 - С.57-64.

34. Способ размыкания сверхсильного тока / Ю.Н. Бочаров, И.П. Ефимов, СИ. Кривошеев и др./ Патент на изобретение по заявке 99102494/09(002788) от 29.01.1999 г. Б.И.

35. Ферромагнитный размыкатель тока / Ю.Н. Бочаров, И.П. Ефимов, СИ. Кривошеев и др. // Письма в Журнал технической физики. 1999. Т. 25. № 4. С 35.

36. Формирование брикетов из отдельных металлических частиц под воздействием коротких импульсов электрического тока большой плотности / К.Б. Абрамова, Ю.Н. Бочаров, С.Д. Самуилов и др. / Журнал технической физики. 2001. Т. 71. № 4. С 122-127.

37.Бочаров Ю.Н. Применение энергии электрического тока в различных отраслях промышленного производства / Металлообработка. 2001. Т. 6. С 6-8.

38.Бочаров Ю.Н., Новгородцев А.Б. Экранирующие свойства плоского экрана / Труды международной научно-технической конференции "Теоретические и практические проблемы развития электроэнергетики России". СПб, 27-28.06.2002.-С 222-223.

39. Техника высоких напряжений: Учебник для ВУЗов / Н.М. Богатенков, Ю.Н. Бочаров, Н.И. Гумерова и др. // Под. ред. Г.С. Кучинского - СПб.: Энерго-атомиздат, СПб отделение, 2003. - 608 с.

Лицензия ЛР № 020593 от 7.08.97

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в типографии Издательства СПбГПУ 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

Отпечатано на ризографе RN-2000 FP Поставщик оборудования — фирма "Р-ПРИНТ" Телефон: (812) 110-65-09 Факс:(812)315-23-04

«111633

1. ВВЕДЕНИЕ.

1.1 Состояние проблемы.

1.2 Цель и задачи исследования.

2. ПРОЦЕССЫ, СОПРОВОЖДАЮЩИЕ РАСШИРЕНИЕ КАНАЛА РАЗРЯДА В ВОДЕ.

2.1 Результаты экспериментальных исследований пробоя воды.

2.2 Теоретические модели процессов формирования импульса сжатия при разряде в жидкости. Задачи главы.

2.3. Экспериментальное исследование дробления металлического непроводящего порошка разрядами малой длительности в воде.

2.4 Анализ экспериментальных данных. Результаты главы.

3 ГЕНЕРАЦИЯ ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ПРЯМОМ РАЗРЯДЕ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ НА СОЛЕНОИД.'.

3.1 Экспериментальные результаты получения сверхсильных импульсных магнитных полей при прямом разряде конденсаторной батареи. задачи главы.

3.2 Экспериментальные результаты сжатия проводников цилиндрическим проводящим лайнером в сверхсильном импульсном магнитном поле.

3.3 Анализ пространственно-временной картины магнитного поля в системе соленоид-лайнер.

3.4 Анализ процесса деформации материала лайнером, ускоренным воздействием сверхсильного импульсного магнитного поля.

3.5 Результаты главы.

4. ГЕНЕРАЦИЯ ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ВЗРЫВЕ ПРОВОДНИКОВ.

4.1 Некоторые экспериментальные данные по технологическому применению

ЭВП. Задачи главы.

4.2 Оценка параметров рабочей среды при импульсной сварке твердых тел с помощью электрического взрыва фольги.

4.3 Экспериментальные результаты соединения неметаллических тел с использованием электрического взрыва фольги.

Выводы.

5. ТЕХНИКА ДЛЯ ГЕНЕРИРОВАНИЯ БЫСТРЫХ ИМПУЛЬСНЫХ РАЗРЯДОВ.1Э

5.1 Особенности емкостных накопителей энергии. Задачи главы.

5.2 Возможности высоковольтной коммутационной техники применительно к батареям с невысокой запасаемой энергией и большой мощностью.

5.3 Обострение фронта тока малоиндуктивного накопителя, работающего на малоиндуктивную нагрузку.

5.4 Ферромагнитный размыкатель с ортогональными полями.

Выводы.

1.1 Состояние проблемы

Актуальность изучения и совершенствования процессов преобразования энергии несомненна и обострена интенсивным развитием промышленного производства в условиях нарастания экологических проблем и необходимости применения энергосберегающих технологий, что в свою очередь обусловлено прогнозом ЮНЕСКО оценивающим к 2050 г. увеличение народонаселения планеты в 1,5 раза, производства энергии в 1,7 раза, а промышленного производства в 3 раза.

Прогресс в освоении техники мощных импульсных разрядов, когда генерируемые за короткие промежутки времени (микро- и наносекунды) импульсные напряжения и токи достигают миллионов вольт и ампер, а мощность приближается к величинам установленной мощности крупных энергосистем, позволил найти приложение для нее не только в технике физического эксперимента, но и в технологических операциях. Среди технологических процессов, использующих короткие мощные импульсы давления можно выделить магнитно-импульсную обработку материалов (МИОМ), электроимпульсную дезинтеграцию материалов, электрогидравлическую обработку, электровзрывное диспергирование металлов.

Характерной для устройства такого преобразователя является схема накопителя энергии. Зарядное устройство позволяет запасать энергию в накопительном элементе за достаточно длительное время, затем с помощью коммутирующего устройства и передающего канала подключается нагрузка, в которой происходит выделение энергии за более короткий чем время заряда промежуток времени. В результате достигаются высокие значения скорости выделения энергии. Существует много схем накопителей (обычно название определяется типом накопительного элемента) [6, 72]. Наиболее часто используются индуктивные, емкостные, электромашинные, электрохимические и магнитно-кумулятивные накопители. Вполне естественно, что каждый тип накопителя эксплуатируется в оптимальном режиме с точки зрения трансформации энергии в нагрузку.

Автором [97] построена на основе анализа большого количества экспериментальных работ сравнительная характеристика таких устройств, хотя данные не совсем новые, но в целом они отражают относительное положение разных типов генераторов. Можно исключить из рассмотрения магнитно-кумулятивные генераторы, как смешанный тип, например емкостного накопителя с добавочным устройством, позволяющим использовать энергию взрыва. По сути емкостной накопитель в данной схеме служит зарядным устройством индуктивного накопителя, магнитный поток которого сжимается за счет энергии взрывчатки [2]. В этом случае из рис. 1.1 следует, что емкостной накопитель достаточно эффективен в широком диапазоне значений тока и его длительности.

Основным недостатком его считается достаточно низкая объемная плотность энергии в накопительном элементе. Обычно это высоковольтные импульсные конденсаторы для устройств микросекундного диапазона.

I, A yv ;/у ; ; ; ; л; ; ; ; a\--- Магн токумул) тивныву гене раторы /

10 — /, , , , sjtfT„ /---—--

0з 11rfP'^WFR-^TTTTTT

7! ^ Аккум /ляторъг* Индуктивные / \ А /

4 f\ накопители /] "~)р-- ^^Nw

I / Энергс системах

103 --^--Л-LJ-io~7 ю-6 ю-5 ю~4 ю ~5 ю3 ю-1 t,c

Рис. 1.1 Максимальные значения амплитуды и длительности импульсных токов, получаемых от различных накопителей энергии.

Удельная энергия W' =sE2/2 ограничена возможностями диэлектрика используемого в конденсаторе. Это приводит к значительному объему накопительной части установки, что, в свою очередь, увеличивает собственную индуктивность и снижает коэффициент полезного действия.

Тем не менее, несколько последних десятилетий высоковольтная импульсная техника, использующая емкостные накопители энергии, успешно применялась не только для физических экспериментов, но для создания производственных технологий. В качестве технологических устройств нашли приложения обе схемы емкостных накопителей: генератор импульсных токов (ГИТ) и генератор импульсных напряжений (ГИН). Эти установки работают, как правило, в микросекундном диапазоне, и анализ процессов в контуре описывается соотношениями характерными для цепей с сосредоточенными параметрами. Формирующие линии и другие устройства наносекундного диапазона пока используются в основном для физических экспериментов.

77 7 7 / Магн ^ гене Т-у 7 ГТА токумуш раторы 7"7"7 77 тивныеу / / / / / Удар} гене1 ые иунип шторы \ олярные

Емкосп ные накопип энергии \ели

TIN AT Н 1 1 1 1 Ин ft нак Ьуктивньи опители t JT zfi Аккум /ляторы / ^ Энергс системах

В существующих электрофизических методах обработки материалов можно условно выделить операции с использованием импульса давления, генерируемого в процессе разряда конденсаторной батареи. Это магнитно-импульсная штамповка, когда ГИТ разряжается на индуктор, создающий импульсное магнитное поле в зоне расположения проводящей детали, в результате чего происходит деформирование заготовки [39,98]. Это использование, электрогидравлического эффекта, особенностей развития канала разряда в воде при протекании сильного импульсного тока от ГИТ для штамповки, обрубки и очистки литья, диспергирования материалов и сырья, сейсмической разведки при инженерно-геологических изысканиях на акваториях и др. Отдельно можно отметить использование электрического взрыва проводника (ЭВП) в той его части, которая касается взрыва в воде или плотной среде, где важно формирование импульсов давления для задач диспергирования [4, 145], а так же холодная ломка проката и возможность получения скалывающих напряжений на границе упругих сред. В перечисленных выше технологических приложениях в качестве источника энергии используется генератор импульсных токов с запасаемой энергией, как правило, не более 50кДж. Длительность разряда составляет от нескольких микросекунд и выше (за исключением непосредственно самого взрыва проводника). Таким образом, в указанных приложениях применяется высоковольтная импульсная техника (ВИТ) одного класса, в которой компоновка, элементы (конденсаторы, коммутаторы, обострители) сходны по характеристикам.

Область технологических применений ВИТ изучалась длительное время, накоплен обширный экспериментальный материал и разработаны физико-математические модели процессов [1,2,6,18,23]. И хотя при моделировании используются постоянные и полученные опытным путем характеристики, которыми не всегда возможно воспользоваться при изменении условий работы установки, определены реперные соотношения по балансу энергии, амплитудам импульсов давления, их затуханию и другим величинам, которые в целом соблюдаются для установок этого класса.

Наиболее удачные результаты в технологии МИОМ получены для проводящих материалов толщиной от 1 до 5 мм. При увеличении толщины заготовки усилия, необходимые для ее деформации растут. Поэтому толщина обрабатываемой детали определяется прочностными характеристиками индуктора. а те, в свою очередь, амплитудой и длительностью тока. При достижении критического магнитного поля индуктор разрушается, и амплитуда поля не растет даже при увеличении тока [4]. Можно обеспечить получение больших значений индукции за счет повышения скорости нарастания тока. Соленоид в этом случае будет разрушаемым, а установка должна иметь минимальную начальную индуктивность. Это требование исключает возможность использования многовитковых катушек в качестве индукторов, а время действия магнитного поля сокращается [21, 23].

При уменьшении толщины заготовки эффективность воздействия магнитного поля определяется глубиной проникновения его в металл, определяемой частотой разрядного тока, удельным сопротивлением и магнитными свойствами материала, а также длительностью воздействия. Из-за требований к частоте тока использование многовитковых индукторов нереально. В случае «быстрых» разрядов возможно более эффективным окажется использование промежуточных лайнеров, ускоренных магнитным полем и затем совершающих полезную работу. В этом случае для оценки движения лайнера важно знать распределение электромагнитного поля на внешней и внутренней поверхности, скорости движения и соударения с заготовкой.

В соленоидах с сверхсильными импульсными магнитными полем удается обеспечить скорость движения стенок до 1000 м/с [6, 8, 9, 18, 20, 26, 27]. Параметры соударения лайнер-мишень могут быть близкими к параметрам процессов, наблюдаемым при метании взрывом взрывчатых веществ (ВВ). [13].

Хорошо известно использование электрического разряда в жидкости для различных видов штамповки и других операций. При их реализации конденсаторная батарея разряжается через канал, формирующийся в воде. Энергия, выделившаяся в канале, приводит к возникновению волны давления распространяющейся от границы раздела канал-жидкость со скоростями до нескольких тысяч метров в секунду [1, 2, 118]. Расширение стенок канала приводит к образованию парогазового пузыря, пульсирующего вследствие изменения суммарного давления внутри и снаружи объема.

Авторами работ [1, 2, 3, 134, 135, 136, 137, 140] предложены модели процесса, имеющие качественное и количественное подтверждение на обширном экспериментальном материале, полученном при характерных временах процесса, превышающих десяток микросекунд.

Обогащение руд в горнодобывающей промышленности представляет весьма дорогостоящую операцию. Иногда затраты на измельчение и дробление достигают 70% всех затрат на обогатительных фабриках и весьма значительны с учетом объема добычи в несколько миллиардов тонн в год суммы. Технический прогресс в области измельчения и дробления горных пород и руд заключается в усовершенствовании существующей техники и процессов, в основе которых лежит механическое разрушение материалов, а также в изыскании принципиально новых способов обработки исходных пород.

Основная цель их исследования состоит в повышении КПД и увеличении производительности. При разрушении, происходящем за счет создания механического напряжения сжатия трудно рассчитывать на высокий КПД, так как в этом случае сопротивляемость горных пород в 10-30 выше, чем для напряжения разрыва. Достаточно перспективным в ряде случаев по сравнению в известными способами (механическим, пневмомеханическим, аэродинамическим, термоэлектрическим, ультразвуковым, электрогидравлическим и др.) оказывается электроимпульсный способ разрушения, использующий энергию импульсного электрического пробоя твердых диэлектрических и полупроводящих материалов [99, 100, 101, 102, 104].

В исследованиях электрической прочности жидких и твердых диэлектриков на косоугольной волне импульсного напряжения было установлено, что с уменьшением времени экспозиции импульсного напряжения электрическая прочность жидких диэлектриков растет быстрее, чем диэлектриков, что приводит к инверсии соотношения электрических прочностей сред. На статическом напряжении электрическая прочность твердых диэлектриков, как правило, превышает прочность жидких диэлектриков в одинаковых разрядных промежутках. Однако на импульсном напряжении при экспозиции напряжения менее 10"6с электрическая прочность диэлектрических жидкостей и даже технической воды возрастает настолько, что становится выше прочности твердых диэлектриков и горных пород [99, 100, 101, 102].

На рисунке 1.2 схематично дано сопоставление вольт-секундных характеристик пробоя в одинаковом разрядном промежутке твердого тела (горной породы) и жидкой среды [110]. Точка пересечения вольт-секундных характеристик соответствует равенству прочностей и вероятности электрического пробоя сравниваемых сред, и при экспозиции импульсного напряжения менее 10"6с горная порода становится электрически слабее такого жидкого диэлектрика, как трансформаторное масло, а при экспозиции менее 2-3-10"7с -слабее технической воды. В области диаграммы левее Ак преобладает электрический пробой твердого тела. В диэлектрических жидкостях условия для реализации процесса более благоприятные, пробой в недиэлектрической жидкости требует импульсов напряжения с длительностью фронта на порядок меньше (10" с) и более высокого уровня напряжения. Так как в этом случае система электродов представляет для источника импульсов низкоомную нагрузку, то формирование на породоразрушающем инструменте импульсов напряжения с требуемыми параметрами представляет определенную техническую проблему. //

U„Jt),I(t)

-J у /7&.ЦЛЛГ, / У L-

Рис. 1.2 Принцип электроимпульсного разрушения: а) сопоставление в.с.х. различных сред; б) последовательность процессов пробоя и разрушения в системе с одной свободной поверхностью; в) последовательность процессов пробоя и разрушения фрагментов материала. Реализация отмеченного эффекта инверсии электрической прочности диэлектриков в применении к разрушению пород поясняется на рис. 1.2, б, в. Когда к электродам, установленным на поверхность твердого тела (горной породы), прикладывается импульс напряжения U(t) с параметрами, соответствующими левой части графика от точки равнопрочности, пробой в промежутке с вероятностью более чем 50% происходит внутри твердого тела, а не по кратчайшему пути по поверхности твердого тела. Послепробивная стадия процесса характеризуется протеканием в канале разряда импульса тока I(t) и выделением энергии W(t). При этом если в канале разряда достаточно быстро будет выделено необходимое количество энергии, то воздействие канала разряда на твердое тело по внешним признакам будет аналогично микровзрыву в твердом теле с образованием откольной воронки и отрывом части материала от массива или крупного блока (рис. 1.2, б), с разрушением куска материала на отдельные фрагменты (рис. 1.2, в). Среда, окружающая разрушаемый массив материала с токоподводящими электродами, выполняет в процессе роль агента, способствующего электрическому пробою твердого тела и обеспечивающего технологическую функцию удаления продукта разрушения.

На рис. 1.3; 1.4 приведены примеры технологических схем с использованием электроимпульсного разрушения. г)

U(t)

Рис. 1.3 Принципиальные схемы технологических применений электроимпульсного разрушения твердых тел: а) бурение; б) резание; в) дробление; г) разрушение ЖБИ; 1 - высоковольтный электрод; 2 - заземленный электрод; 3-разрушаемая порода; 4 - искровой канал; 5 - источник импульсного напряжения

Рис. 1.4 Технологическая схема ЭИ буровой установки: 1 - кондуктор; 2 - буровая коронка; 3 - колонна буровых штанг; 4 - высоковольтный ввод; 5 - емкость с промывочной жидкостью; 6 - источник импульсов; 7 токовод; 8 -шламосборник; 9 - насос; 10 - гидроциклон

В качестве источников высоковольтных импульсов используется генератор импульсных напряжений (ГИН) типа Аркадьева-Маркса, на напряжения более 100 кВ при длительности импульсов порядка десяти микросекунд. Разрядные емкости генераторов составляют доли микрофарады, а индуктивности десятки - микрогенри, значения тока, а, следовательно, и энергии, вводимой на единицу длины канала, меньше, чем у ГИТ. С одной стороны, это иллюстрирует эффективное использование источника, однако, с другой, не реализует предельные параметры емкостных накопителей. Поэтому данная работа не затрагивает генерацию импульсов давления при разрядах, инициируемых ГИНами.

Результаты работы отражены в 16 публикациях и опубликованы на 12 международных и 6 Российских научных конференциях. По материалам работ получено 4 авторских свидетельства и 1 патент.

1. Наугольных Н.А., Рой И.А., Электрические разряды в воде. - Москва, наука, 1971 г.-с. 155

2. Малюшевский П.П., Основы разрядно-импульсной технологии. Киев, Наукова думка, 1983 г., с. 272

3. Кривицкий Е.В., Шашко В.В., Переходные процессы при высоковольтном разряде в воде. Киев, Наукова Думка, 1979 г. - с. 208

4. Федоров С.Н., Чертов В.И., Будницкий П.Е., Стрельцов В.А., Взрывчатые вещества, электрический взрыв развитие от пороха до энерговыделяю-щих композиций. - Москва, 1997 г. - с.97

5. Зингерман А.С., ЖТФ, 1957 г. т.1 с. 2454

6. Кнопфель Г., Сверхсильные импульсные магнитные поля. Москва, Мир, 1972 г.-с. 383

7. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П., Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. Москва, Наука, 1966 г.

8. Бочаров Ю.Н., Кривошеев С.И., Кручинин А.И. и др., Исследование разрушения одновитковых соленоидов в сверхсильном магнитном поле. Сверхсильные магнитные поля. Физика. Техника. Применение. Москва, Наука, 1984 г. - с. 77-87

9. Техника высоких напряжений. Под ред. Кучинского Г.С. Санкт-Петербург, 1998 г. - с. 700

10. Дерибас А.А., Физика упрочения и сварки взрывом. Новосибирск, 1980 г. - с. 220

11. Яворский Б.М., Детлаф А.А., Справочник по физике. Москва, Наука, 1964 г.-с. 84

12. Кикоин И.К., Таблицы физических величин. Москва, Атомиздат, 1976 г. -с. 1005

13. Финкель В.М., Физика разрушения. Москва, Металлургия, 1970 г. - с. 376

14. Финкель В.М., Головин Ю.И., Родюков Г.Б., Холодная ломка проката. -Москва, Металлургия, 1982 г. с. 191

15. Герлах Ф., Сильные и сверхсильные магнитные поля и их применение. -Москва, Мир, 1988 г. с. 455

16. Бочаров Ю.Н., Кривошеев С.И. и др., Дробление порошков при электрическом разряде в жидкости. Тезисы докладов Российской научнотехнической конференции "Перспективные технологические процессы обработки материалов" 24-26 октября 1995 г. с. 36

17. Бочаров Ю.Н., Кривошеее С.И., Шнеерсон Г.А., Задержка начала разрушения одновиткового соленоида в мегагауссном магнитном поле. -Письма в Журнал технической физики, 1982 г. т. 8 вып. 4 с. 212-215

18. Шнеерсон Г.А. Процессы разрушения соленоидов в мегагауссных магнитных полях и оценки перспектив получения максимально возможных полей. Сверхсильные магнитные поля. Физика. Техника. Применение. -Москва, Наука, 1984 г. с. 70-76

19. Капица П.Л. Эксперимент, теория, практика. Москва, Наука, 1974 г. -286 с.

20. Техника больших импульсных токов и магнитных полей. Под ред. Ко-мелькова B.C. Москва, Атомиздат, 1970 г. - 472 с.

21. Людаев Ф.З. и др. Магнитная кумуляция. ДАН СССР, 1969 г., №1 - с. 63-68j

22. Megagauss Physics and Technology. Froc 2 dn tern. conf. on megagauss magnetic fields generation and relative topics, Washington, 1979/ New York -London 1980-638 p

23. Megagauss fields and pulsed power systems Ed. by V.M. Titov, Y.A. Shvetson Nova Science publisher, New York 1990 - 859 p

24. Megagauss Technology and pulsed power Application ed. by C.M. Fowler, R.S. Caird and D.Y. Ericson Plenum Press, New York and London 1987 879

25. Андрианов A.M., Демичев В.Ф., Елисеев Г.Л. и др., О некоторых эффектах при генерации сверхсильных импульсных магнитных полей. Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики., 1970 г. - т. 11, с. 582-586

26. Forster D.W., Martin L.C., 2,5 Megagauss from a capacitor discharge. Les champs magnetigues. Intenses. Paris, 167 - pp 361-368

27. Botcharov Y.N., Chetchel A.N., Krivosheev S.I. Megagauss Physics and technology. Plenum Press New York and London, 1980 - pp 485-498

28. Шнеерсон Г.А. Получение сильного магнитного поля в сплошных одно-витковых соленоидах малого объема Журнал технической физики, 1962 г.,т. 32 №9-с. 1153-1156

29. Бочаров Ю.Н., Грущина О.Ю., Титков В.В. и др. Предельные возможности емкостных накопителей энергии с точки зрения получения мегагаусс-ных магнитных полей в разрушающихся соленоидах. Всесоюзная конференция "Импульсные источники энергии" 1989 г. - с. 96

30. Бочаров Ю.Н., Зайенц С.Л., Попов П.Г., Малоиндуктивный накопитель для получения сверхсильных импульсных магнитных полей. П.Т.Э., 1981 г.№1

31. Михайлов В.М., Импульсные электромагнитные поля. Харьков, "Высшая школа", 1979 г. - 138 с

32. Смайт В., Электростатика и электродинамика, ~ Москва, изд. ин. лит, 1954 г.-604 с.

33. Тамм И.Е., Основы теории электричества. Москва, "Наука", 1966 г. -624 с.

34. Бочаров Ю.Н., Кривошеев С.И., Шнеерсон Г.А., Малоиндуктивный фольговый коммутатор в цепи разряда конденсаторной батареи с высокой скоростью нарастания тока. Сборник АН СССР "Научные основы электрофизики и электроэнергетики", Томск, 1986 г. - с. 98-99

35. Электрический взрыв проводников. Под ред. Рухадзе А.А., Шпигеля И.С. -Москва, "Мир",1965 г.

36. Буруев В.А, Гуденко В.В., Дубовой Л.В. и др., Электрических взрыв фольг в дугогасящих средах. Препринт НИИЭФА, Т-0224, Ленинград, 1974 г.

37. Каламазов Р.У., Цветков Ю.В., Кальков А.А., Высокодисперсные порошки вольфрама и молибдена. Москва, "Металлургия", 1988 г. - 192с.

38. Азаркевич Е.И., Ильин А.П., Тихонов Д.В., Яблуновский Г.В., Электровзрывной синтез ультрадисперсных порошков, сплавов и интерметаллических соединений. ВХОМ, 1997 г. №4 - с. 85-88

39. Бурцев В.А., Калинин Н.В., Лучинский А.В. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках. Москва, Энергоатомиздат, 1990 г.

40. Афанасьев А.И., Богатенков И.М., Высоковольтные испытания электрических аппаратов, ч.1 Учебное пособие, Санкт-Петербург, изд. СПбГТУ, 1998 г.-135 с.

41. Богатенков И.М., Бочаров Ю.Н., Кузнецов В.Е., Циммерская А.В., Рабочие испытания защитных аппаратов. Электротехника и электроэнергетика. Труды СПбГТУ, 1998 г. - с. 69-75

42. Кучинский Г.С., Высоковольтные импульсные конденсаторы. Ленинград, "Энергия", 1973 г. - 175 с.

43. Бочаров Ю.Н., Григорьев А.В., Шнеерсон Г.А. Управляемый многоканальный твердотельный разрядник разрядник. - Б.И., 1980 г. №13 А.С. №726613

44. Бочаров Ю.Н., Баранов А.И., Коммутатор тока. Б.И., 1980 г. №13 А.С. №492017

45. Бочаров Ю.Н., Кривошеев С.И., Чураев В.А., Твердотельный многоканальный разрядник. А.С. №1212265

46. Бочаров Ю.Н., Кривошеев С.И., Кручинин А.И., Чураев В.А., Многовит-ковый соленоид для создания сильных импульсных магнитных полей. -А.С. №1349578, 1987 г.

47. Бочаров Ю.Н., Кривошеев С.И., Лапин Н.Г., Шнеерсон Г.А., Малоиндуктивный генератор импульсных токов с объемной ошиновкой. Приборы и техника эксперимента, 1993 №2 - с. 92-95

48. Бочаров Ю.Н., Ефимов И.П., Кривошеев С.И., Шнеерсон Г.А., Способ размыкания сверхсильного тока. Патент на изобретение по заявке 99102494/09(002788) от 29.01.99 г.

49. Бочаров Ю.Н., Ефимов И.П., Кривошеев С.И., Шнеерсон Г.А., Ферромагнитный размыкатель тока. Письма в ЖТФ т.25 вып. 4, 1999 г. - с.35

50. Абрамова К.Б., Бочаров Ю.Н., Самуйлов С.Д., Щербаков И.П. Формирование брикетов из отдельных металлических частиц под воздействием коротких импульсов электрического тока большой плотности. Журнал технической физики, 2001 г., том 71 вып. 4 - с. 122-127

51. Бочаров Ю.Н., Применение энергии электрического тока в различных отраслях промышленного производства. Металлообработка. Научно-производственный журнал, том 6, 2001 г. - с. 6-8

52. Бочаров Ю.Н., Новгородцев А.Б., Экранирующие свойства плоского экрана. Труды международной научно-технической конференции "Теоретические и практические проблемы развития электроэнергетики России", 27-28 июня 2002 г. - с. 222-223

53. Бочаров Ю.Н., Зайенц C.JL, Попов П.Г., Литвинова Е.Л., Кручинин А.И., Кучинский Г.С., Шнеерсон Г.А., Малоиндуктивный накопитель для получения сверхсильных импульсных магнитных полей. Приборы и техника эксперимента№1, 1981 г.-с. 167-169

54. Кучинский Г.С., Назаров Н.И., Силовые электрические конденсаторы. -Москва, 1992 г. с. 309

55. James Т.Е., Fast high current switching systems for megajoule capacitor banks Abingdon, 1973, PCLM-L23 - 35 p

56. Barnes P.M., Yruber J.E., James Т.Е., The parallel operation of low-inductance high current spark gaps without transit time isolation. J. Sci lustrum, 1967, v44-p 549-605

57. Бельков Е.П., Бочаров Ю.Н., Высоковольтные импульсные коммутирующие приборы. Учебное пособие, СПбГТУ, 1993 г. - 102 с.

58. Бельков Е.П., Бочаров Ю.Н., Шнеерсон Г.А., Янчус Э.И., Генератор импульсных токов. Учебное пособие, СПбГТУ, 1998 г. - 99 с.

59. Григорьев А.В., Дашук П.Н., Марков С.Н., Шутов B.JL, Ярышева М.Д., Малоиндуктивный мегаамперный коммутатор тока на скользящем разряде.-ПТЭ, 1976 г., №4-с. 151-153

60. Физика и техника мощных импульсных систем., под ред. Велихова Е.П. -Энергоатомиздат, 1987 г. 351 с.

61. Электрический взрыв проводников., под ред. Рухадзе А.А., Шпигеля И.С. Москва, "Мир", 1965 г.

62. Бурцев В.А., Гуденко В.В., Дубовой JI.B. и др., Электрический взрыв фольг в дугогасящих средах. Препринт НИИЭФА, Т-0224, Ленинград, 1974 г.

63. Бурцев В.А., Гуденко В.В., Дубовой Л.В. и др., Электрический взрыв плоских фольг в воздухе. Препринт НИИЭФА, Т-0223, Ленинград, 1975 г.

64. Андрезен А.А., Бурцев В.А., Водовозов В.М., Дроздов А.А., Исследование коммутационных свойств электрически взрываемых фольг в дугогасящих средах. Препринт НИИЭФА, П-К-0501, Ленинград, 1981 г.

65. Адамьян Ю.Э., Березкин А.Н., Бочаров Ю.Н. и др., Стенд для создания сильных импульсных магнитных полей. ПТЭ, 1994 г., вып.5 - с. 134-139

66. Адамьян Ю.Э., Василевский В.М., Кривошеев С.И., Колгатин С.Н., Шнеерсон Г.А., Шутов В.Л. Электрический взрыв проводников в сильном магнитном поле. Письма в ЖТФ, 1995 г., №23 - с.43-46

67. Адамьян Ю.Э, Колгатин С.Н., Шнеерсон Г.А., Эффект нагрева поверхностного слоя плазмы при взрыве проводника в вакууме в сильном продольном магнитном поле. ЖТФ, 1999 г., вып 5 -с. 121-127

68. Shneerson G.A., Bocharov Y.N., Efimov I.P., Krivosheev S.I. A Ferromagnetic Opening Switch International Pulsed Power Conf, Baltimore, Maryland. 1947. (тезисы доклада) URL: http://ppc97-www.nrl.navy.mil/ps01.html, PI-95

69. Shneerson G.A, Efimov I.P., Krivosheev S.I., Botcharov Y.N. Current pulses sharpening by ferromagnetic opening switch. VIII International Conference on Megagauss Magnetic Field Generation and Related Topics. Tallahassee, Florida, USA, 1998.-p. 128

70. Зайцев И.А., Труды ЛПИ им. Калинина, 1947 г., т.2 с. 109-120

71. Поливанов К.М., Ферромагнетики. Гос. энергоиздат, Москва - Ленинград, 1957 г.

72. Сытников В.Е., Свалов Г.Г., Долгошеев П.И., Белый Д.И., Силовые кабели с использованием явления сверхпроводимости. Кабельная техника, 1997г., №12, №13 - с. 17-24

73. Черноплеков Н.А., Сверхпроводниковые технологии: современное состояние и перспективы практического применения. Вестник Российской Академии наук, 2001 г., т.71, №4 - с. 303-319

74. Бочаров Ю.Н., Доев Д.В., Капорская Г.Н. и др., Динамика разрушения соленоида в мегагауссном поле. Труды конференции Мегагауссные магнитные поля и родственные эксперименты, Нью-Йорк, Нова-Шива, 1994 г.-с. 41-51

75. Сильные и сверхсильные магнитные поля и их применение. Под ред. Гер-лаха Ф. Москва, "Мир", 1998 г. - с. 456

76. Ударные волны и экстремальное состояние вещества. Под ред. акад. Фор-това В.Е. Москва, "Наука", 2000 г. - с. 425

77. Сверхсильные магнитные поля. Физика. Техника. Применение. Москва, "Наука", 1984 г.-с. 416

78. Кривошеев С.И., Энергетические ограничения при генерации сверхсильных магнитных полей. Научно-технические ведомости СПбГТУ, Санкт-Петербург, СПбГПУ, т.4 2002 г - с. 109-116

79. Никольский В.В. Электродинамика и распространение радиоволн. Москва, "Наука", 1973 г. - с. 608

80. Авруцкий В.А., Кужекин И.П., Чернов Е.Н., Испытательные и электрофизические установки. Техника эксперимента. Москва, изд. МЭИ, 1983 г. -с. 261

81. Белый И.В., Фертик С.М., Хименко JI.T. Справочник по магнитно-импульсной обработке металлов. Харьков, "Высшая школа", 1977 г.

82. Воробьев А.А. Электрические разряды обрабатывают материалы, разрушают твердые тела Изв. Томск политехи, ин-та, 1958. т 95 - с 315-339

83. Воробьев А.А. Разрушение горных пород электрическими импульсными разрядами. Томск: Изд. ТГУ, 1961 г. - 150 с.

84. Воробьев А.А., Воробьев Г.А. Электрический пробой и разрушение твердых диэлектриков. Москва, Высшая школа, 1966 г. - 224 с.

85. Импульсный пробой и разрушение диэлектриков и горных пород / А.А. Воробьев, Г.А. Воробьев, Е.К. Завадовская и др. Томск: Изд. ТГУ, 1971 г.-225 с

86. Ушаков В.Я. Импульсный электрический пробой жидкостей. Томск: Изд. ТГУ, 1975 г.-256 с.

87. Тонконогов М.П. Диэлектрическая релаксация, электрический пробой и разрушение горных пород. Москва, Недра, 1975. - 175 с.

88. Основы электроимпульсной дезинтеграции и перспективы ее применения в промышленности / И.И. Каляцкий, В.И. Курец, В.А. Цукерман, Г.А. Финкелыптейн // Обогащение руд. 1980. №1. — с. 6-11.

89. Обработка природного камня электрическими разрядами / Б.С. Блаз-нин, И.А. Щеголев, Л.И. Лозин и др. // Электронная обработка материалов. 1983. №1 с. 5-7.

90. Симпозиум по электроимпульсной дезинтеграции твердых материалов (26-28 августа 1988 г., институт "Механобр", Ленинград) // Обогащение руд. 1989 г. №4.-с. 33-46.

91. Каган М.М., Блазнин Б.С. О разрушаемости слитков искусственной слюды при импульсном электрическом пробое // Электронная обработка материалов. 1982 г. №2 с. 48-52.

92. Усов А.Ф., Семкин Б.В., Зиновьев Н.Т. Переходные процессы в установках электроимпульсной технологии. Ленинград, Наука, 1987 г. - 189

93. Семкин Б.В., Усов А.Ф., Курец В.И. Основы электроимпульсного разрушения материалов. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1995 г. - 276 с.

94. Утилизация некондиционных железобетонных изделий электроимпульсным способом / Н.Т. Зиновьев, Б.С. Левченко, Б.В. Семкин, Ж.Г. Танбаев // Электронная обработка материалов. 1990 г. №4 - с. 81-83.

95. Кучинский Г.С. Электрическая прочность жидких диэлектриков при воздействии импульсов напряжения микросекундного диапазона Электричество, 1981 г. №10. - с. 41-44.

96. Леонтьев Ю.Н., Семкин Б.В., Чепиков А.Т. Фактор времени при хрупком разрушении твердых тел Электронная обработка материалов. 1966 г. №9. - с. 35-42.

97. Падуков В.А., Антоненко В.А., Подозерский Д.С. Разрушение горных пород при ударе и взрыве. Ленинград, Наука, 1975 г. - 160 с.

98. Черепанов Г.П. Механика хрупкого разрушения. Москва, Наука, 1974 г.-640 с.

99. Лаврентьев Н.А. Кумулятивный заряд и принципы его работы Успехи математических наук. 1957 г., т. 12., Вып.4 - с.41-57.

100. Баранов В.Н., Захаров Ю.Е. Электрогидравлические и гидравлические вибрационные механизмы. Москва, Машиностроение, 1966 г. - 242 с.

101. Гулый Г.А., Малюшевский П.П., Проценко М.Ф. Мощный электрический разряд в жидкости и его практическое использование. Вестн. АН УССР, 1975 г, №5 - с. 60-69.

102. Гулый Г.А., Кривицкий Е.В. Задачи в области исследований обработки материалов высоковольтным импульсным разрядом в воде. В кн.: Раз-рядно-импульсная технология. - Киев, Наукова думка, 1978 г. - с. 3-14.

103. Зайдельсон И.И., Реднолис В.А., Рихтер В. И. Использование электрогидравлического эффекта в сейсморазведке. Физика Земли, 1965 г, №7 -с. 106-114.

104. Калинин JI. В., Азими Ш. А., Калинин В. В. Сравнительная эффективность радиоимпульсного и видеоимпульсного возбуждения при сейсмоа-кустической разведке. Геофиз. исслед. 1966 г., № 2 - с. 84-87.

105. Калинин А.В., Калинин В.В., Фаталиев М.Х. Новый метод сейсмической разведки малых глубин. Вести. Моск. ун-та. Сер. геол., 1966 г., №1- с. 42-47.

106. Калинин А. В., Калинин В. В., Фаталиев М. X. Опыт применения сейс-моакустической разведки при инженерно-геологических изысканиях. Геофиз. исслед., 1966 г., № 2 с. 87-90.

107. Книстаутс, Ли. Искровое возбуждение сходящихся детонационных волн. Ракет, техника и космонавтика, 1967 г., 5, №6 - с. 217-219.

108. Комельков B.C., Скворцов Ю. В. Расширение канала мощной искры в жидкости. Докл. АН СССР, 1959, 129, №6 - с. 1273-1276.

109. Корытов В.А., Малюшевский П.П. Применение электрического разряда в воде для интенсификации процессов обработки материалов давлением.- В кн.: Импульсные методы обработки материалов. Минск, Наука и техника, 1977 г.-с. 80-86.

110. Кривицкий Е.В., Шамко В.В. О подобии подводных искровых разрядов. Журн. техники и физики, 1972 г., 42, №1 - с. 83-87.

111. Малюшевский П.П. Применение и перспективы увеличения эффективности ЭГЭ Электрон, обраб. материалов, 1970 г., №6 - с. 62-64.

112. Малюшевский П.П. Источник генерируемых электрическим разрядом жидкостных струй. В кн.: Электрический разряд в жидкости и его применение. Киев, Наукова Думка, 1977 г. - с. 26-34.

113. Мирдель Г. Электрофизика. Москва, Мир, 1972 г. - 596 с.

114. Монтгомери Д. Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов. Москва, Мир, 1971 г. -359 с.

115. Научные основы электрогидравлического эффекта и использование его в машиностроении и металлообработке (Николаев 4-6 сент. 1973 г.): Тез. докл. III Респ. совещ. Николаев, 1973 г. - 236 с.

116. Окунь И. 3., Фрайман Б.С. Энергия газового пузыря, образующегося при импульсном разряде в воде. Изв. ВУЗоз. Физика, 1978 г., №8 - с. 154-157.

117. Окунь И.З. Исследование электрических характеристик импульсного разряда в жидкости. Журн. техн. физики, 1969 г., 39, №5 - с. 837-861.

118. Окунь И.З. Параметры плазмы в канале импульсного разряда в жидкости. Там же, 1971 г., 41, вып. 2-е. 302-308.

119. Окунь И.З. Исследование волн сжатия, возникающих при импульсном разряде в воде. Там же, 1971 г., 41, вып. 2-е. 292-301.

120. Применение электрогидравлического эффекта в машиностроении / Г.А. Гулый, А.К. Ткаченко, С. П. Петрусенко и др. Вести, машиностроения, 1973 г., №6-с. 61-63.

121. Сейсмическая разведка при инженерно-геологических изысканиях на акваториях / А.В. Калинин, В.В. Калинин, А.С. Левин, М.Х. Фаталиев. -Трансп. стр-во, 1966, №2, с. 51-52.

122. Скворцов Ю.В., Комельков B.C., Кузнецов Н.М. Расширение канала искры в воде. Журн. техн. физики, 1960, 30, вып. 10-е. 1165-1177.

123. Трахтенберг С.Г., Изместьев В.А., Старченко В.Г. Электрогидроим-пульсное упрочнение инструмента. В кн.: Импульсные методы обработки материалов. - Минск, «Наука и техника», 1978 г. - с. 38—39.

124. Физика взрыва / Ф.А. Баум, Л.П. Орленке, К.П. Станюкерич и др. 2-е изд. - Москва, Наука, 1975 г. - 704 с.

125. Физика высоких плотностей энергии: Сб. Тр. Интернац. школы физиков «Энрико Ферми». Москва, Мир, 1974 г. - 484 с.

126. Фрюнгель Ф. Импульсная техника: Генерирование и применение разрядов конденсаторов.: Пер. с нем. Москва; Ленинград: Энергия, 1965 г. -488 с.

127. Чейс В. Взрывающиеся проволочки: Крат, обзор исслед. по взрывающимся проволочкам. Москва, Изд-во иностр. лит., 1963 г. - с. 9-17.

128. Юткин Д.А. Электрогидравлический эффект. Москва, Машгиз, 1955 г.-51с.

129. Алексеев Б.В., Гречинин A.M. Физическая газодинамика расширяющихся сред. Москва, Высшая школа, 1985 г. - 455 с.