Труды КНЦ вып.39 (ЭНЕРГЕТИКА вып. 5/2016(39))

При энергетической оптимизации работы схемы с двумя источниками параметры первого источника задаются исходя из минимума энергии обострителя, достаточного лишь для формирования канала разряда в твердом теле. Параметры второго источника энергии, ответственного за формирование энерговыделения в канале разряда, оптимизируются в соответствии с требованиями относительно заданных технико-физических показателей разрушения (энергоемкость, гранулометрический состав продукта разрушения) для конкретных технологических процессов (бурение, дезинтеграция) и определенного спектра пород и материалов, отличающихся физико­ механическими (прочностными и упругими) свойствами. В технологиях электроимпульсного разрушения важное значение имеет фактор разгрузки канала разряда, обусловленный истечением плазмы канала через устья канала пробоя в области электродов и через растущие и выходящие на свободную поверхность трещины [14]. При возникновении этих условий давление в плазме канала разряда резко снижается, соответственно снижаются параметры генерируемых в твердом теле силовых полей и, в конечном итоге, снижается эффективность разрушения. Критическое значение времени разгрузки связано с такими условиями пробоя, как отношение половины длины канала пробоя к скорости распространения волны в плазме или время прорастания магистральных трещин до свободной поверхности. Именно за этот промежуток времени значительная часть энергии накопителя должна быть выделена в канале пробоя. Соответственно при разрушении хрупких материалов с высокой скоростью распространения волн и при измельчении материалов критическое значение времени разгрузки минимальное и выделение энергии должно происходить с максимальной скоростью. Для разрушения пластичных материалов и фрагментации материалов выделение энергии может быть затянуто по времени, чтобы дать возможность прорастанию длинных магистральных трещин. Возможность реализации схемы подтверждена в ходе выполнения совместных исследований ЦФТПЭС КНЦ РАН и Колледжа инженеров электротехники и электроники Университета науки и технологий (СЕЕЕ HUST), КНР. В эксперименте использована схема ГИН-ГИТ, синхронизируемая магнитным ключом (рис. 5). Воздействию в диэлектрической среде на сквозной пробой подвергался образец силикатного кирпича толщиной 80 мм. ГИН обеспечивал формирование импульсов с энергией 216 Дж при суммарном зарядном напряжении 240 кВ, энергия ГИТ составляла 360 Дж при напряжении 30 кВ. Рис. 5. Разрушение горной породы в схеме с двумя импульсными источниками 15