Труды КНЦ (Технические науки) 3/2022(13).

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 3. С. 87-96. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 3. P. 87-96. пробоя в образце возникают разрывающие усилия, которые достаточно эффективно дезинтегрируют материал и связующее в нём вещество. Генерация высоковольтного импульса происходит при помощи специальной сборки конденсаторных батарей, которые образуют единое энергетическое устройство — генератор импульсных напряжений и токов [1]. На экспериментальной площадке Центра физико-технических проблем энергетики Севера Кольского научного центра Российской академии наук (ЦЭС КНЦ РАН) проводятся исследования по изучению эффективности рассматриваемой технологии и определяется потенциал её внедрения в технологические процессы производственно-перерабатывающих предприятий. В частности, ряд экспериментов ставится на высоковольтном генераторе импульсных напряжений (ГИН), состоящем из семи емкостных ступеней с суммарной ёмкостью накопителей 1,4 мкФ, которые способны выдавать на рабочий (межэлектродный) промежуток напряжение 315 кВ и энергию в импульсе 1417 Дж [2]. В конфигурацию установки, помимо генератора импульсных напряжений, также входят следующие блок-компоненты: 1) зарядная часть (ЛАТР), защитные устройства и высоковольтный однофазный трансформатор, питающий схему ГИН; 2) коммутационное устройство — отделительный разрядник (ОР), интегрированный в схему ГИН; 3) технологическая ёмкость — дробильно-измельчительная камера (ДИК), в которую помещается применяемая в конкретном эксперименте электродная система и образцы материала; 4) измерительная часть — высоковольтные делители напряжения и токовые шунты для снятия экспериментальных осциллограмм [2]. Дробильно-измельчительная камера представляет собой ёмкость (бак) объёмом около 25 л (объём чашевидного электрода, в котором размещается материал для дробления, составляет около 3,5 л), в которую при помощи специальных крепёжных механизмов установлена система электродов. Весь объём бака заполняется технической водой с удельным сопротивлением около 10 кОм / см. Чаще всего в исследованиях применяется электродная система конфигурации «остриё-полусфера», к существенным преимуществам которой можно отнести следующие факторы: наиболее подходящая для разрядного процесса картина напряжённости поля (высокая неоднородность поля за счёт формы электродов); удобство загрузки, выгрузки и нахождения материала внутри системы в момент опытов за счёт геометрии чашевидного электрода, которая позволяет отлично удерживать образцы внутри камеры и, соответственно, значительно снизить преждевременный выход материала за её пределы (по сравнению с электродом плоской формы). Принципиальный вид ДИК представлен на рис. 1 [3]. Следует отметить, что установка имеет достаточно гибкую настройку параметров выходного напряжения, энергии в импульсе и длины межэлектродного промежутка, но в настоящей статье будет рассматриваться случай с фиксированными параметрами, которые были указаны выше. Принципиальная схема экспериментальной установки представлена на рис. 2 [4]. Генератор импульсных напряжений If Рис. 1. Дробильно-измельчительная камера, применяемая в исследованиях по дроблению Fig. 1. Crushing and grinding chamber used in crushing research © Зорин А. С., 2022 88