Труды КНЦ вып.34 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 8/2015(34))

стадиями. На стадии формирования пробоя твердого тела параметры импульсного напряжения определяют вероятность внедрения и глубину внедрения разряда в поверхностный слой твердого тела, т. е потенциальный объем разрушения. На стадии формирования в твердом теле поля напряжений и распространения трещин параметры энерговыделения в канале разряда (количество и мощность) определяют степень разрушения материала, кпд преобразования энергии канала разряда в работу разрушения, энергию новой поверхности. При этом критерии оптимизации параметров энерговыделения должны учитывать физико-механические свойства материалов и условия пробоя [3]. Для хрупких материалов при малой глубине внедрения разряда, при пробое фрагментов породы небольшой крупности энергию следует выделять достаточно быстро за время, ограниченное условиями разгрузки канала разряда через устья внедрения и выходящие на свободную поверхность трещины. Для пластичных материалов при значительном расстоянии от канала разряда до свободной поверхности энерговыделение следует затянуть во времени, обеспечивая максимально продолжительное время распространения трещин. В одноконтурной схеме генерирования импульсов (генератор Маркса) невозможно задать параметры генератора, чтобы они отвечали условиям оптимальности для обеих стадий процесса. Чтобы обеспечить оптимизацию процесса электроимпульсного разрушения на обеих стадиях процесса, необходимо применять комбинированные схемы генератора импульсов с двумя источниками разного уровня напряжения и энергии [4], когда энергией одного источника с высоким уровнем напряжения обеспечивают электрический пробой породы, а энергией второго источника с более низким уровнем напряжения обеспечивают непосредственное разрушение породы. В этом случае с большей энергетической эффективностью имеется возможность независимо оптимизировать формирование импульса напряжения на нагрузке для эффективного пробоя (с максимальной вероятностью и глубиной внедрения) и режим энерговклада в канал разряда после пробоя, обеспечивая максимальный разрушающий эффект и энергетическую эффективность процесса электроимпульсного разрушения в целом. Примеры таких схем приведены на рис.9 [4]. В комбинированной схеме с двумя источниками для формирования пробоя используются импульсный трансформатор с контуром обострения. Необходимая для формирования пробоя энергия может быть ограничена величиной 100-150 Дж (необходимо учитывать потери энергии с растеканием тока в электропроводящей среде); при этом острота проблемы теплового режима ИТ существенно снизится, и ее можно будет достаточно просто решить применением естественного или принудительного охлаждения ИТ. В диэлектрической среде эта энергия может быть ограничена всего несколькими десятками джоулей. а б 54