SU802550A1 - Способ термодинамического разрушени МиНЕРАльНыХ СРЕд - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО РАЗРУШЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ СРЕД

1

Изобретение относитс  к торному делу, а илленно-к способам термодинамического раз рушени минеральных сред, в частности горных- пород, сверхзвуковой струей высокотем пературного газа.

Известен способ термодинамического раз рушени  горных пород сверхзвуковой струей высокотемпературного газа, который получают сжиганием топливной смеси в камере сгорани  и направл ют из нее через сопловую насадку на разрушаемую поверхность, при этом на истекающую струю газа накладывают высокочастотные колебани  (1).

С помоидью источника высокочастотных колебаний в истекающей струе газа создают упругие сто чие волны, турбулизующее истечение гор чих и холодных струй газа, интенсифициру  тем самым теплообмен н процесс разрушени .

Однако поток энергии, подводимой к разрушаемой поверхности, формируетс  в виде волн с различными амплитудами и фазами , что приводит к значительным энергетическим потер м, обусловленным внутренним трением в газовой струе. Кроме того, на создание колебаний тратитс  часть энергии самой разрушающей струи.при

положение источника колебаний в виде свободно подвешенной заслонки на пути исключени  газовой струи тормозит и снижает ее кинетическую энергию.

Более близким техническим решением к J нзобретению  вл етс  способ термодинамического разрушени  минеральных сред сверхзвуковой струей высокотемпературного газа , который получают сжиганием смеси углеводородного горючего и окислител  в замкнутом объеме камеры сгорани , направл ют 0 его через сопловую насадку на разрушаемую поверхность и сообщают истекающей струе газа высокочастотные колебани  в продольном направлении

Этот способ, благодар  иному выполнению источника высокочастотных колебаний, позвол ет избежать затрат энергии на сообщение колебаний истекающей струе газа.

Однако, как и в первом случае, поток -энергии, подводимый к разрушаемой среде, формируетс  в виде волн с различными амплитудами и частотами, в результате чего имеют место значительные энергетические затраты за счет внутреннего трени  в газовой струе. Поэтому эффективность разрушени  остаетс  невысокой.

Цель изобретени  заключаетс  в том, чтобы повысить эффективность разрушени  за счет увеличени  детонационного воздействи  газовой струи.;

Эта цель достигаетс  тем,что высокочастотные колебани  создают; непосредственно в камере сгорани  путел высокочастотных изменений ее объема и вызывают резонансное усиление той из чартот колебаний струи, котора  совпадает счастотой изменений объема камеры.,

На фиг. 1 показано схемат(1чно устройство дл  реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - диаграммы, .по сн ющие процесс возникновени  резонансных незатухающих колебаний в камере сгЬрани .

Устройство дл  осуществлени  способа содержит камеру 1 (фиг. 1) сгорани  с сопловой насадкой 2 и с форсункой 3 дл  распыливани  горючего.

Внутри камеры 1 сгорани  расположен порщень 4, который посредством щтоков 5, выступающих из камеры I, соединен с вибрационным приводом (на чертеже не показан ). Камера сгорани  снабжена также каналами (на чертеже не показаны) дл  подвода окислител .

Горючее, например бензин, и окислитель, в качестве которого используют воздух, подают в пространство камеры сгорани , где они перемешиваютс , образу  топливнудо смесь, которую затем воспламен ют.

Режим горени  носит вибрационный характер , имеющий щирокий спектр колебаний со случайным распределением различных частот и ам-плитуд, определ емых конструкцией устройства и составом топливной смеси. Дл  получени  детонационного режима горени  включают вибрационный привод, воздействующий на поршень 4. Регулиру  механические характеристики привода , подбирают частоту колебаний поршн  4, близкую к частоте собственных колебаний частиц разрушаемой породы. Колебани  поршн  4 калагаютсл на спектр колебаний газовой струи, истекающей со сверхзвуковой скоростью через сопловую насадку 2 на разрушаемую поверхность. При этом колебани  поршн  4 ввод т в резонанс с той из частот колебаний струи, котора  совпадает с частотой изменений объема камеры 1 сгорани . В результате истекающа  газова  стру  приобретает  рко выраженный импульсный, динамический, детонационный характер.

Схема возникновени  незатухающих коле баний давлени  в камере сгорани  приведена на фиг. 2.

Если в какой-то момент давление в камеpje сгорани  изменитс  на ДР« (фиг. 2,а),

то в результате этого изменитс  перепад давлений ДР,, на форсунке (фиг. 2,6), причем большему значению ДРк будет соответствовать меньшее ЛР(р и наоборот.

С изменением ДРц изменитс  расход горючего в камере сгорани  на величину Дбг (фиг. 2, в).. Ввиду того, что компоненты топливной смеси, наход щиес  в подвод щих магистрал х, имеют конечную массу, изменение расхода горючего начнетс  не одновременно с изменением Д1,а спуст  некоторое врем  t., (фиг. 2, г) инерционного запаздывани .

Аналогично, изменение газообразовани  . 16 в камере сгорани  начнетс  не сразу с изменением расхода горючего, а только по истечении периода Tip преобразовани .

Так как камера сгорани  имеет определенную емкость, то эффект изменени  газообразовани  скажетс  на давлении в камере не мгновенно, а лишь спуст  врем  Тц (фиг. 2, д).

Таким образом, после по влени  первого возмущени  давление в камере сгорани  не вернетс  к своему прежнему значению, а отклонитс  в другую сторону (а).

В результате применени  предлагаемого способа удаетс  повысить кинетическую экер - гию струи как за счет передачи энергии от вибрационного привода, так   за счет интенсификации процессу горени  топливной .смеси ввиду резонансных  влений.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 355343, кл. Е 21 С 21/00, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 597834, кл. Е 21 С 21/00, 1976.