Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов
Фор-инжектор металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов по определению должен выполнять двоякую функцию: превращение разделяемого вещества из твердого состояния в парообразное, ионизацию парообразного вещества и нагрев образованной плазмы до необходимых температур. Данная работа посв...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2007 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/110867 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов / Ю.В. Ковтун, Е.И. Скибенко, В.Б. Юферов // Вопросы атомной науки и техники. — 2007. — № 4. — С. 179-183. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860241018778025984 |
|---|---|
| author | Ковтун, Ю.В. Скибенко, Е.И. Юферов, В.Б. |
| author_facet | Ковтун, Ю.В. Скибенко, Е.И. Юферов, В.Б. |
| citation_txt | Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов / Ю.В. Ковтун, Е.И. Скибенко, В.Б. Юферов // Вопросы атомной науки и техники. — 2007. — № 4. — С. 179-183. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Фор-инжектор металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов по определению должен выполнять двоякую функцию: превращение разделяемого вещества из твердого состояния в парообразное, ионизацию парообразного вещества и нагрев образованной плазмы до необходимых температур. Данная работа посвящена оценкам тепловых характеристик блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы, в частности, энергозатрат, массового расхода рабочего вещества, удельной скорости испарения для группы металлов, представляющих интерес для сепарационных экспериментов при условии сохранения непрерывности потока разделяемого вещества как в нейтральном, так и ионизированном состоянии по длине фор-инжектора, включая область блока фазовых превращений и область ионизатора.
Фор-інжектор металевої плазми для резонансного сепаратора елементів по визначенню повинен виконувати двояку функцію: перетворення розподіляємої речовини з твердого стану в пароподібний, іонізацію пароподібної речовини та нагрівання утвореної плазми до необхідних температур. Ця робота присвячується попереднім розрахункам та оцінкам теплових характеристик блока фазових перетворень фор-інжектора металевої плазми, в тому числі енерговитрат, масового розходу робочої речовини, питомої швидкості випарування для групи металів, які є цікавими для проведення сепараційних експериментів при умові збереження неперервності потоку розподіляємої речовини як в нейтральному, так і в іонізованому стані на всій довжині фор-інжектора, включаючи простір блоку фазових перетворень та простір іонізатора.
for-injector metal plasma for a resonant separator of elements by definition should carry out double function: transformation of divided substance from a firm condition in vaporous, ionization of vaporous substance and heating of the educated plasma to necessary temperatures. The given work is devoted to estimations of thermal characteristics of the block of phase transformations for-injector metal plasma, in particular, power inputs, the mass charge of working substance, specific speed of evaporation for group of the metals, representing interest for eparations experiments under condition of preservation of a continuity of a stream of divided substance as in neutral, and the ionized condition on length for-injector, including area of the block of phase transformations and area of an ionizer.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:29:55Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 533.951
ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЛОКА ФАЗОВЫХ
ПРЕВРАЩЕНИЙ ФОР – ИНЖЕКТОРА МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЫ
ДЛЯ РЕЗОНАНСНОГО СЕПАРАТОРА ЭЛЕМЕНТОВ
Ю.В. Ковтун, Е.И. Скибенко, В.Б. Юферов
Национальный научный центр « Харьковский физико-технический институт»,
г. Харьков, Украина
Фор-инжектор металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов по определению должен
выполнять двоякую функцию: превращение разделяемого вещества из твердого состояния в парообразное,
ионизацию парообразного вещества и нагрев образованной плазмы до необходимых температур. Данная ра-
бота посвящена оценкам тепловых характеристик блока фазовых превращений фор-инжектора металличе-
ской плазмы, в частности, энергозатрат, массового расхода рабочего вещества, удельной скорости испаре-
ния для группы металлов, представляющих интерес для сепарационных экспериментов при условии сохра-
нения непрерывности потока разделяемого вещества как в нейтральном, так и ионизированном состоянии
по длине фор-инжектора, включая область блока фазовых превращений и область ионизатора.
Фор-ижектор металлической плазмы для резо-
нансного сепаратора элементов по определению
должен выполнять двоякую функцию: превращение
разделяемого вещества из твердого состояния в па-
рообразное; ионизацию парообразного вещества и
нагрев образованной плазмы до необходимых тем-
ператур. Т.е. он должен состоять по крайней мере из
двух частей: испарителя и ионизатора–термализато-
ра (по сути дела, из плазменного источника, рабо-
чим веществом в котором служит разделяемое веще-
ство).
В [1] была высказана и обоснована идея создания
плазменного источника для ионно-атомных сепара-
ционных устройств и технологий на основе пучко-
во-плазменного разряда, приведена и обсуждена
блок-схема такого источника. Она включает следу-
ющие составные части:
– блок фазовых превращений, в котором исход-
ное разделяемое вещество, как правило тяжелые ме-
таллы, переходит из твердого в парообразное состо-
яние;
– дозатор, регулирующий массовый расход раз-
деляемого вещества для поддержания постоянства
потоков нейтрального вещества и металлической
плазмы, соответственно;
– камеру ионизации, где происходит ионизация
разделяемого вещества в паровой фазе и образова-
ние металлической плазмы требуемых параметров с
помощью механизма пучково-плазменного взаимо-
действия;
– электронную пушку для получения элек-
тронного пучка, производящего ионизацию разделя-
емого вещества в паровой фазе за счет ударной
ионизации на линейной стадии и коллективных про-
цессов на стадии нелинейного (экспоненциального)
роста плотности плазмы.
Важной характеристикой плазменного источника
в целом и отдельных его частей является его энерге-
тика, т.е. затраты энергии на реализацию фазовых
превращений разделяемого вещества и его иониза-
цию. Для определения его эффективности произве-
дем оценку энергетических затрат, требуемого
массового расхода рабочего вещества при постоян-
ном плазменном потоке, а также удельной скорости
испарения материала в блоке фазовых превращений
для групп металлов, представляющих интерес как
для проведения имитационно-сепарационных экспе-
риментов, так и для промышленной или полупро-
мышленной переработки радиоактивных отходов
(РАО) и отработанного ядерного топлива (ОЯТ).
Ожидаемые размеры демонстрационного сепари-
рующего устройства могут быть следующими [1]:
радиус плазмы ~ 0,5 м, длина плазменного столба
~ 4 м, плотность ионной компоненты плазмы
≥ 1012 см-3, плазменный поток 4,7·1021 част./с. Даль-
нейшие расчеты и оценки будут проводиться с уче-
том этих размеров и величин.
В блоке фазовых превращений методом физиче-
ского воздействия (плавление, испарение, корпуску-
лярное распыление) происходит переход рабочего
вещества из исходного состояния в парообразное –
пригодное для ионизации. Поддержание плазменно-
го потока на уровне 4,7·1021 част./с, при условии
100% ионизации, будет определять скорость испаре-
ния вещества. При нагревании вещества в высоком
вакууме его масса, испаряющаяся с единицы по-
верхности за единицу времени, определяется урав-
нением Ленгмюра [2]:
V
D
SV T
MPa ⋅⋅⋅⋅= − 4104.4α , (1)
где aV – удельная скорость испарения, г/ см2 с; α –
коэффициент испарения (для идеального случая
α=1); TV – температура вещества, К; PS – упругость
пара при температуре TV, Па; MD – массовое число
испаряемого вещества.
Уравнение (1) справедливо в предположении,
что ни одна из испаряющихся частиц не возвращает-
ся на испаряемую поверхность сквозь газ или обла-
ко пара над испарителем. При невыполнении этого
условия скорость испарения меньше, чем рассчиты-
ваемая по (1), и определяется как VV aka ⋅=1 , где
k – коэффициент возврата, который в зависимости
от скорости aV и давления газа может принимать
значения от 0 до 1. Уже при давлении газа 1 Па его
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 4.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (16), с.179 - 183.
179
влияние на скорость испарения aV1 становится суще-
ственным. Согласно [3] коэффициент возврата k при
испарении меди в среде аргона с остаточным давле-
нием 10-2, 10-1,133 Па равняется соответственно 1,
0,92, 0,68.
Для оценки скорости испарения, а также энер-
гии, затрачиваемой на переход твердое тело-пар,
были выбраны следующие элементы и их соедине-
ния: из конструкционных материалов Al, Cu; туго-
плавких металлов с высокими значениями темпера-
туры плавления и давления упругости пара Ti, Zr,
Mo, W; легкоплавких с относительно низкими ве-
личинами температуры плавления и давления упру-
гости пара In, Bi, Cd, Pb, Sn, а также уран и диоксид
урана, физические свойства которых приведены в
табл. 1 [4-8]. На рис. 1 показаны результаты расчета
удельной скорости испарения вышеперечисленных
металлов и соединений от температуры (см. табл.1).
Расчет производился по формуле (1) при коэффици-
енте испарения α=1, зависимость упругости пара от
температуры бралась из [9]. Следует отметить, что
для UO2 данные об упругости пара выше температу-
ры 2800 К отсутствуют. Экспериментальные данные
по скорости испарения Ti при резистивном нагреве
представлены в [10].
Таблица 1
Эле-
мент
A
(M)
[4]
ρ,
г/см3
[4]
С0
Р 298,
Дж/моль К
Тпер,
К
ΔLпер,
кДж/моль
Тпл,
К
ΔLпл,
кДж/моль
Тисп,
К
[5]
ΔLисп,
кДж/моль
[5]
Al 26,98 2,699 24,35 – – 933,61 10,7 2793 291,4
Cu 63,55 8,96 24,44 – – 1357,77 13,14 2833 304,8
Ti 47,88 4,505 25,06 1156
α→β
3,8 1944 14,6 3558 469,3
Zr 91,22 6,45 22,54 1140
α→β
3,87 2133 13,7 4673 579,9
Mo 95,94 10,22 23,932 – – 2896 40 4883 590,3
W 183,85 19,32 24,27 – – 3695 46 5828 737
In 114,82 7,31 26,9 – – 429,78 3,283 2343 232,4
Bi 208,98 9,8 26,0[4] – – 544[9] 10,89[9] 1837 179,2
Cd 112,41 8,65 26,02[4] – – 593,9[9] 6,41[9] 1040 99,6
Pb 207,2 11,336 26,65 – – 600,65 4,812 2023 178,8
Sn 118,71 7,29 27,11 297[4]
α→β
– 505,118 7,195 2898 296,4
U 238,03 19,04 27,665 942
α→β
1049
β→γ
2,78
4,73
1408 8,72 4673 417,5
UO2 (270,03) 10,95 63,6 – – 3123 78 3723[4]
A (M) – атомный (молекулярный) вес вещества;
ρ – плотность вещества;
С0
Р 298 – молярная теплоемкость при температуре 298
К;
Тпер – температура фазового перехода в твердом со-
стоянии, связанного с изменением кристаллической
решетки;
ΔLпер – скрытая теплота перехода в твердом состоя-
нии;
Тпл – температура плавления;
ΔLпл – скрытая теплота плавления;
Тисп – температура испарения;
ΔLисп – скрытая теплота испарения.
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 4.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (16), с.179 - 183.
180
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500
1E-4
1E-3
0,01
0,1
1
10
a v, г
/с
м2 с
Т, К
Cd Bi Al
Cu
Ti U
UO
2
Zr
Mo
W
In
Sn
Pb
Рис.1. Удельная скорость испарения металлов от температуры
Массовый расход •
m рабочего вещества для под-
держания постоянства плазменного потока зависит
от атомного (молекулярного) веса вещества и увели-
чивается с увеличением массы, что потребует для
тяжелых металлов по сравнению с легкими увеличе-
ния удельной скорости испарения или площади ис-
парения. Увеличение удельной скорости испарения
требует увеличения температуры расплава, которая
ведет к повышению давления насыщенного пара, а
значит к интенсификации взаимодействия пар-пар с
образованием капельной фазы. В этом случае капли
жидкого металла могут попадать вместе с паром из
блока фазовых превращений в камеру ионизации,
что нежелательно, конденсироваться на стенках как
камеры ионизации, так и блока фазовых превраще-
ний, а также возвращаться в жидкий расплав. Это
ведет к значительному влиянию коэффициента воз-
врата k на удельную скорость испарения, уменьшая
ее соответственно. Хотелось бы отметить тот факт,
что увеличение длины транспортного тракта пара в
камеру ионизации может привести в некоторых слу-
чаях за счет взаимодействий пар-газ и пар-пар к ми-
нимальному количеству подаваемого вещества. В
этом случае решающую роль будет играть не ско-
рость испарения, а длина тракта. Исходя из этого бу-
дет выбираться удельная скорость испарения веще-
ства, площадь испарения с учетом коэффициента
возврата k. Для рассматриваемых металлов при
неизменном плазменном потоке на уровне 4,7·1021
част./с значения требуемого массового расхода ве-
щества
•
m , удельной скорости испарения aV, темпе-
ратуры TV , площади испарения S приведены в
табл. 2. При чем температура TV выбиралась при до-
стижении упругости насыщенного пара на уровне
133 Па.
Таблица 2
Эле-
мент
•
m ,
г/с
aV,
г/см2· с
TV,
К
S,
см2
Al 0,213 7,14 10-3 1843 59,6
Cu 0,501 1,1 10-2 1612 91
Ti 0,377 8,24 10-3 2464 91,5
Zr 0,719 1 10-2 3189 143,8
Mo 0,756 1 10-2 3362 151,2
W 1,448 1,2 10-2 4250 241,4
In 0,905 1,6 10-2 1478 113,12
Bi 1,646 2,5 10-2 1153 131,68
Cd 0,886 2,5 10-2 627 70,88
Pb 1,632 1,8 10-2 1254 181,4
Sn 0,935 1,5 10-2 1881 124,66
U 1,875 1,7 10-2 2781 220,6
UO2 2,127 1,7 10-2 2800 250,24
Оценка общих (полных) энергозатрат на превра-
щение твердого вещества в пар требует учета энер-
гопотерь вследствие излучения, теплопроводности,
конвекции. В общем виде уравнение теплового ба-
ланса можно записать следующим образом:
EТ-П = QТ-П+Qтп+Qизл.+Qк, (2)
где QТ-П – количество теплоты для испарения тела;
Qтп – потери энергии на теплопроводность; Qизл – по-
тери энергии на излучение; Qк – потери энергии на
конвекцию.
Для реального вещества, которое меняет свое
агрегатное состояние из твердого в парообразное, а
также может испытывать полиморфные превраще-
ния в твердом состоянии, количество теплоты для
испарения тела должно включать всю теплоту
превращения, а также учитывать изменяющиеся
уравнения теплоемкости, зависящие от строения
или состояния вещества. Количество теплоты Qт-п
для испарения вещества, имеющего одно фазовое
превращение в твердом состоянии (α→β), в общем
виде можно представить следующим выражением:
.
.
.
.
.
.
.
298
испL
испT
плавT
dTЖ
PСплавL
плавT
превT
dTPCL
превT
dTPCПТQ +∫++∫+→+∫=−
β
βα
α
(3)
где Lα→β, Lплав., Lисп – скрытая теплота переходов
(превращений), Дж/моль; CР
(α), CР
(β), CР
(Ж) –
теплоемкости, зависимость которых от температуры
меняется при переходе вещества из одного
состояния в другое, Дж/моль К.
В табл.3 показаны расчетные значения
молярного количества теплоты для испарения
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 4.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (16), с.179 - 183.
181
выбранных металов, а также удельное количество
теплоты, для UO2 (молярная и удельная теплота
плавления). Значения теплопроводности от
температуры и скрытых теплот переходов бралось
из [5-8].
Таблица 3
Эле-
мент
QТ-П
·10-5,
Дж/моль
Q
·10-3,
Дж/г
Al 3,8 13,96
Cu 3,96 6,19
Ti 6,16 12,78
Zr 7,63 8,31
Mo 7,98 8,26
W 9,93 5,37
In 2,92 2,53
Bi 2,3 1,09
Cd 1,28 1,13
Pb 2,33 1,12
Sn 3,79 3,17
U 6,46 2,7
UO2 3,78 1,39
Потери энергии на излучение можно записать в
следующем виде:
∫ ⋅⋅⋅=
.
4
.
излS
изл dSTtQ σε , (4)
где ε – коэффициент черноты, изменяющийся от 0
до 1; σ – постоянная Стефана-Больцмана 5,67·10-8
Вт/м2·К4; T – температура тела, К; Sизл – площадь из-
лучения, м2.
Поверхностная мощность излучения при
температуре плавления приведена в работе [11] для
Al, Cu, Sn, Mo, W и составляет соответственно 5;
7,2; 18; 340; 940 Вт/см2, для Pb, Ti, Zr по данным
[12] 25; 60; 248 Вт/см2. Оценка показывает, что для
площади испарения, приведенной в табл.2, при тем-
пературе плавления потери энергии излучением для
Al, Cu, Sn, Mo, W, Pb, Ti, Zr составят 298; 655,2;
2243,88;
51 103; 226 103; 4535; 5490; 35,6 103 Дж.
Потери энергии на теплопроводность будут зави-
сеть от конструкционных особенностей источников
испарения, которые, в свою очередь, зависят от
способа нагревания материала (электронным лучом,
индукционным способом, резистивным нагревом,
лазером). Также будут зависеть от материала и
способа охлаждения тигля, для теплоизолированных
тиглей, когда эффективная поверхность, через кото-
рую проходит поток теплопроводности, имеет такой
же порядок величин, что и поверхность испарения,
потери тепла теплопроводностью будут минималь-
ные. Тепловые потери тигля зависят от условий теп-
лопередачи на поверхности, разделяющей испаряе-
мый материал и тигель. Характер теплопередачи че-
рез эту поверхность зависит от того, находится ли
испаряемый материал в расплавленном состоянии, и
если находится, то в каком количестве. Кроме того,
на этой поверхности могут образовываться пленки
окислов, влияющие на теплопередачу. Особенно ве-
лики тепловые потери в тигле, когда в жидком со-
стоянии находится весь материал, а удельная тепло-
проводность испаряемого материала очень велика,
как, например, у алюминия или меди. Потери энер-
гии на теплопроводность можно записать в следую-
щем виде:
dS
dL
dTtQ
ТПS
ТП ∫⋅=
.
. λ , (5)
где λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К);
SТП – поверхность, через которую проходит поток
тепла за счет теплопроводности, м2.
В жидких расплавах передача тепла от наиболее
нагретой области через расплав к стенке тигля
происходит не только теплопроводностью, но и кон-
векцией. Высокие градиенты температуры в не-
больших тиглях вызывают сильное движение метал-
ла в ванне, при этом доля потерь тепла конвекцией
возрастает.
В ряде случаев сепарационных технологий осо-
бый интерес может представлять механизм катодно-
го распыления тугоплавких металлов в плазме газо-
вого разряда. Для определения его эффективности
проведем оценки энергозатрат при распылении сле-
дующей группы металлов: Zr, Mo, W, U. Учтем, что
на начальной стадии используются для поджига раз-
ряда газы – аргон, криптон, ксенон, затем возможно
поддержание разряда за счет самораспыления. Ко-
эффициент распыления ионами ксенона этих метал-
лов [13] составляет 1,02; 1,03; 1,06; 2,02 для энергии
1000 эВ. В таких разрядах энергия ионов составляет
~ 2/3 от приложенного напряжения, затраты на
ионизацию - ~ 200 эВ на ион–электронную пару.
Молярные энергозатраты на распыление составят
для Zr – 1,6·108 Дж/моль, Mo – 1,58·108 Дж/моль, W
– 1,55·108 Дж/моль, U – 8,16·107 Дж/моль.
В заключение приведем величины удельных
энергозатрат, определенных экспериментально [14-
16] с учетом реально существующих потерь, для од-
ного из возможных вариантов способа испарения, а
именно, электронно-лучевого испарения, для случая
высокой мощности электронного пучка (табл.4).
Таблица 4
Материал P0,
кВт
av,
г/с
Em,
Дж/г
Zr 72 0,325 2,2·105 Плоско лучевая пушка 150 кВт
Нержавеющая сталь,
20% Cr 70 1,181 5,94·104 Водоохлаждаемый тигель диаметром
100 мм
Алюминиевая
бронза 80 1,125 1,044·105 –
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 4.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (16), с.179 - 183.
182
Al 250 12,778 1,944·104 Аксиальная пушка 250 кВт, керамиче-
ский тигель 500 500мм
Проведенный анализ и оценка энергетических
затрат требуемого массового расхода рабочего ве-
щества, удельной скорости испарения материала,
необходимых для поддержания постоянства плаз-
менного потока для сепарационных устройств и тех-
нологий, дают основания для следующих выводов.
1. Количественно определены условия сохране-
ния непрерывности потока разделяемого вещества
по длине фор-инжектора, включая область блока фа-
зовых превращений и область ионизатора. Для обес-
печения постоянства плазменного потока равного
4,7·1021 част./с необходимо поддерживать плотность
нейтральных частиц примерно на порядок выше,
чем плотность ионизованных частиц в силу раз-
личия скоростей ионизованных и нагретых частиц
плазмы и нейтральных частиц, движущихся с тепло-
выми скоростями.
2. Требуемое количество теплоты для испарения
выбранных элементов будет увеличиваться с ростом
температуры испарения данных веществ и состав-
лять около 105 Дж/моль. Исключением является
диоксид урана, молярная теплоемкость (при темпе-
ратуре 298 К) которого в 2,3…2,9 выше, чем у
остальных элементов, что приводит к повышенным
энергозатратам около 106 Дж/моль.
3. Значение энергопотерь теплопроводностью за-
висит, с одной стороны, от коэффициента
теплопроводности при данной температуре, с
другой, - от конструкционных особенностей источ-
ников испарения, что позволяет уменьшать их путем
плавки вещества в теплоизолированных тиглях, а
также плавление не всего материала в тигле, а толь-
ко поверхностного слоя, что осуществимо при дуго-
вой, электронно-лучевой или лазерной плавке.
4. Высокие температуры расплава ведут не толь-
ко к существенному увеличению потерь за счет теп-
лопроводности, но и за счет излучения, а в некото-
рых случаях и конвекции.
ЛИТЕРАТУРА
1.Е.И.Скибенко, В.Б. Юферов, Ю.В. Ковтун // ОТ-
ТОМ-8. Харьков, 2007.
2.J.Langmuir // Phys. Rev. 1913, v. 2, №5, p.329-342.
3.B.Wenzel // Foschungsinstitut M. von Ardenne. Dres-
den, 1974, personl. Mitt.
4.В.А. Рабинович, В.Я.Хавин // Краткий химиче-
ский справочник. М.: «Химия», 1991, 432 с.
5.К.Дж.Смитлз // Металлы. М.: «Металлургия»,
1980, 447с.
6.Л.В.Гурвич, И.В.Вейц, В.А.Медведев и др. // Тер-
модинамические свойства индивидуальных ве-
ществ. М.: «Наука», 1979, т. II, кн.1, 440 с.
7.Л.В.Гурвич, И.В.Вейц, В.А.Медведев и др. //Тер-
модинамические свойства индивидуальных ве-
ществ. М: «Наука», 1981, т. III, кн.1, 472 с.
8.Л.В.Гурвич, И.В.Вейц, В.А.Медведев и др. // Тер-
модинамические свойства индивидуальных ве-
ществ. М.: «Наука», 1982, т. IV, кн.1, 623 с.
9.А.И.Ефимов и др. // Свойства неорганических со-
единений: Справочник. М.: «Химия», 1983, 392 с.
10.В.М.Ажажа, П.Н.Вьюгов, С.Д.Лавриненко,
Н.Н.Пилипенко // Сборник докладов 7-го Между-
народного симпозиума “Чистые металы”, Украи-
на, Харьков, 2001, с.64.
11.S.Dushman // Scientific foundations of vacuum tech-
nique, 2. Aufl. New York, J. Wiley a. Sons, Inc.,
1962.
12.Evaporation and containment of evaporant: Firmen-
prospect, Airco-Temescal, 1972/73.
13.N.Matsunami, Y.Yamamura, Y.Itikawa, N.Itoh,
Y.Kazumata, S.Miyagawa, K.Morita, R.Shimizu and
H.Tawara // Energy dependence of the yields of ion-
induceo sputtering of monatomic solids. Institute of
plasma physics Nagoya university, Nagoya, Japan,
1983, p. 284.
14. S.A.О. Schiller // In. R.M. Silva. Electron beam pro-
cessing seminar Stratford-upon-Avon, England, 1974.
Dayton, Ohic. Universal Technol. Corp. 1974, p. 2d
1-2d 28.
15. Ch.d’A. Hughes, J.L. Hunt // In. R.M. Silva Electron
beam processing seminar Stratford-upon-Avon, Eng-
land, 1974. Dayton, Ohic. Universal Technol. Corp.
1974, p. 4a 1-4a 18.
16. A.Anderson // Physical vapor deposition-present
and future. Automobile engineering meet. Detroit,
Michigan, 1973.
ТЕПЛОВІ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЛОКА ФАЗОВИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ ФОР-ІНЖЕКТОРА
МЕТАЛЕВОЇ ПЛАЗМИ ДЛЯ РЕЗОНАНСНОГО СЕПАРАТОРА ЕЛЕМЕНТІВ
Ю.В. Ковтун, Є.І. Скібенко, В.Б. Юферов
Фор-інжектор металевої плазми для резонансного сепаратора елементів по визначенню повинен виконувати двояку
функцію: перетворення розподіляємої речовини з твердого стану в пароподібний, іонізацію пароподібної речовини та
нагрівання утвореної плазми до необхідних температур. Ця робота присвячується попереднім розрахункам та оцінкам
теплових характеристик блока фазових перетворень фор-інжектора металевої плазми, в тому числі енерговитрат,
масового розходу робочої речовини, питомої швидкості випарування для групи металів, які є цікавими для проведення
сепараційних експериментів при умові збереження неперервності потоку розподіляємої речовини як в нейтральному, так
і в іонізованому стані на всій довжині фор-інжектора, включаючи простір блоку фазових перетворень та простір
іонізатора.
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 4.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (16), с.179 - 183.
183
THERMAL CHARACTERISTICS OF THE BLOCK OF PHASE TRANSFORMATIONS FOR-
INJECTOR METALLIC PLASMAS FOR THE RESONANT SEPARATOR OF ELEMENTS
Yu.V. Kovtun, E.I. Skibenko, V.B. Yuferov
For-injector metal plasma for a resonant separator of elements by definition should carry out double function: transformation
of divided substance from a firm condition in vaporous, ionization of vaporous substance and heating of the educated plasma to
necessary temperatures. The given work is devoted to estimations of thermal characteristics of the block of phase transformations
for-injector metal plasma, in particular, power inputs, the mass charge of working substance, specific speed of evaporation for
group of the metals, representing interest for eparations experiments under condition of preservation of a continuity of a stream
of divided substance as in neutral, and the ionized condition on length for-injector, including area of the block of phase transfor-
mations and area of an ionizer.
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ. 2007. № 4.
Серия: Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники (16), с.179 - 183.
184
Yu.V. Kovtun, E.I. Skibenko, V.B. Yuferov
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-110867 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:29:55Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ковтун, Ю.В. Скибенко, Е.И. Юферов, В.Б. 2017-01-06T15:57:06Z 2017-01-06T15:57:06Z 2007 Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов / Ю.В. Ковтун, Е.И. Скибенко, В.Б. Юферов // Вопросы атомной науки и техники. — 2007. — № 4. — С. 179-183. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/110867 533.951 Фор-инжектор металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов по определению должен выполнять двоякую функцию: превращение разделяемого вещества из твердого состояния в парообразное, ионизацию парообразного вещества и нагрев образованной плазмы до необходимых температур. Данная работа посвящена оценкам тепловых характеристик блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы, в частности, энергозатрат, массового расхода рабочего вещества, удельной скорости испарения для группы металлов, представляющих интерес для сепарационных экспериментов при условии сохранения непрерывности потока разделяемого вещества как в нейтральном, так и ионизированном состоянии по длине фор-инжектора, включая область блока фазовых превращений и область ионизатора. Фор-інжектор металевої плазми для резонансного сепаратора елементів по визначенню повинен виконувати двояку функцію: перетворення розподіляємої речовини з твердого стану в пароподібний, іонізацію пароподібної речовини та нагрівання утвореної плазми до необхідних температур. Ця робота присвячується попереднім розрахункам та оцінкам теплових характеристик блока фазових перетворень фор-інжектора металевої плазми, в тому числі енерговитрат, масового розходу робочої речовини, питомої швидкості випарування для групи металів, які є цікавими для проведення сепараційних експериментів при умові збереження неперервності потоку розподіляємої речовини як в нейтральному, так і в іонізованому стані на всій довжині фор-інжектора, включаючи простір блоку фазових перетворень та простір іонізатора. for-injector metal plasma for a resonant separator of elements by definition should carry out double function: transformation of divided substance from a firm condition in vaporous, ionization of vaporous substance and heating of the educated plasma to necessary temperatures. The given work is devoted to estimations of thermal characteristics of the block of phase transformations for-injector metal plasma, in particular, power inputs, the mass charge of working substance, specific speed of evaporation for group of the metals, representing interest for eparations experiments under condition of preservation of a continuity of a stream of divided substance as in neutral, and the ionized condition on length for-injector, including area of the block of phase transformations and area of an ionizer. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика и технология конструкционных материалов Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов Теплові характеристики блока фазових перетворень фор-інжектора металевої плазми для резонансного сепаратора елементів Thermal characteristics of the block of phase transformations for-injector metallic plasmas for the resonant separator of elements Article published earlier |
| spellingShingle | Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов Ковтун, Ю.В. Скибенко, Е.И. Юферов, В.Б. Физика и технология конструкционных материалов |
| title | Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов |
| title_alt | Теплові характеристики блока фазових перетворень фор-інжектора металевої плазми для резонансного сепаратора елементів Thermal characteristics of the block of phase transformations for-injector metallic plasmas for the resonant separator of elements |
| title_full | Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов |
| title_fullStr | Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов |
| title_full_unstemmed | Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов |
| title_short | Тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов |
| title_sort | тепловые характеристики блока фазовых превращений фор-инжектора металлической плазмы для резонансного сепаратора элементов |
| topic | Физика и технология конструкционных материалов |
| topic_facet | Физика и технология конструкционных материалов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/110867 |
| work_keys_str_mv | AT kovtunûv teplovyeharakteristikiblokafazovyhprevraŝeniiforinžektorametalličeskoiplazmydlârezonansnogoseparatoraélementov AT skibenkoei teplovyeharakteristikiblokafazovyhprevraŝeniiforinžektorametalličeskoiplazmydlârezonansnogoseparatoraélementov AT ûferovvb teplovyeharakteristikiblokafazovyhprevraŝeniiforinžektorametalličeskoiplazmydlârezonansnogoseparatoraélementov AT kovtunûv teplovíharakteristikiblokafazovihperetvorenʹforínžektorametalevoíplazmidlârezonansnogoseparatoraelementív AT skibenkoei teplovíharakteristikiblokafazovihperetvorenʹforínžektorametalevoíplazmidlârezonansnogoseparatoraelementív AT ûferovvb teplovíharakteristikiblokafazovihperetvorenʹforínžektorametalevoíplazmidlârezonansnogoseparatoraelementív AT kovtunûv thermalcharacteristicsoftheblockofphasetransformationsforinjectormetallicplasmasfortheresonantseparatorofelements AT skibenkoei thermalcharacteristicsoftheblockofphasetransformationsforinjectormetallicplasmasfortheresonantseparatorofelements AT ûferovvb thermalcharacteristicsoftheblockofphasetransformationsforinjectormetallicplasmasfortheresonantseparatorofelements |