高电压脉冲放电破碎磁铁石英岩矿物机理研究与设备研制

发布时间：2024-04-24 02:08

　　目前磁铁石英岩矿石的粉碎主要依靠机械能冲击、剪切和研磨使矿石碎裂、剥蚀达到矿物单体解离的目的,该方法存在着解离度不够高的缺点,不能够充足地利用能源。高电压脉冲破碎技术破碎矿石是在矿物晶粒界面形成放电通道,并产生等离子爆炸,形成冲击波和破坏力场使矿石破碎。电脉冲破碎是最理想的沿晶破裂方式,不仅可使矿石破碎,而且在矿石内部矿物界面上产生扩展裂纹和裂缝,能够在一定程度上改善矿物解离特性。本文为深入研究高电压脉冲破碎磁铁石英岩矿石电介质机理,包括等离子通道产生、发展机制及其时空特性等,利用自编软件、设定放电参数后对等离子通道产生发展过程进行仿真模拟,并与实际高压脉冲破碎磁铁石英岩电介质材料进行对比;进而研制高电压脉冲放电破碎磁铁石英岩矿物设备,主要包括:设计研制直流充电电源,使其输出+60KV和-60KV的直流电;设计研制10级全电感隔离型开放Marx发生器,其输出电压400KV～600KV,输出脉冲能量4300J;设计高压脉冲触发系统,其由触发电源和脉冲变压器构成、可输出220KV电压,并针对球形电极进行实验;设计研制Marx发生器输出的电流和电压测量单元。最终利用所研制的设备对磁铁石英岩矿...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状分析
    1.3 本文主要研究内容
第2章 高电压脉冲破碎磁铁石英岩矿物机理研究
    2.1 高电压脉冲破碎技术
    2.2 高电压脉冲破碎矿石机理研究
        2.2.1 高电压脉冲破碎矿石原理分析
        2.2.2 高电压放电能量转换过程
        2.2.3 等离子通道产生机制及仿真分析
    2.3 本章小结
第3章 高电压脉冲放电破碎磁铁石英岩矿物设备研制
    3.1 设备总体设计
    3.2 直流充电电源
    3.3 Marx发生器研制
        3.3.1 Marx发生器原理
        3.3.2 Marx发生器研制
    3.4 触发系统设计
        3.4.1 脉冲形成升压调节唯元设计
        3.4.2 控制单元设计
        3.4.3 控制隔离单元
        3.4.4 脉冲变压器单元设计
        3.4.5 触发系统实验
    3.5 测量系统设计
        3.5.1 Marx发生器输出电压的测量
        3.5.2 Marx发生器输出电流的测量
        3.5.3 测量系统整体设计
    3.6 电极设计
        3.6.1 电极参数对放电的影响
        3.6.2 电极结构设计
        3.6.3 电极仿真
    3.7 Marx发生器放电实验
    3.8 本章小结
第4章 高电压脉冲放电破碎实验分析
    4.1 破碎目标选取
    4.2 实验步骤
    4.3 实验数据分析
        4.3.1 矿石单体解离度
        4.3.2 破碎矿石实验数据分析
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
致谢



本文编号：3963072