Open Access Open Access  Restricted Access Subscription Access

Refractory materials for high-temperature pulse installations


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-9-39-46

Full Text:




Abstract

The results of studies of materials of high and higher refractoriness for the cowper heater of high-temperature pulsed installations are presented. It is shown that long-term operation of corundum refractories (up to one and a half years) at temperatures of 1750‒1800 °C slightly changes the thermophysical properties of the material. Тhe materials and designs of the elements of the packing and lining of the cowper heater for different layers and temperatures are selected. The velocity of the gas flow, which ensures the fixed position of the ball nozzle, is determined. Efficient packing design improves heat transfer and reduces the size of the cowper column by a factor of 3,75.

About the Authors

A. V. Fedotov
ФГБНУ «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»
Russian Federation


A. V. Belyakov
ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева»
Russian Federation


I. D. Kashcheev
ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет»
Russian Federation


References

1. Кислых, В. В. Использование неизоэнтропического многокаскадного сжатия для получения плотного высокотемпературного газа / В. В. Кислых, К. В. Крапивной // ТВТ. ― 1990. ― Т. 28, № 6. ― С. 1195‒1204.

2. Топчиян, М. Е. Аэродинамические трубы для гиперзвуковых исследований (достижения, проблемы, перспективы) / М. Е. Топчиян, A. M. Харитонов // ПМТФ. ― 1994. ― Т. 35, № 3. ― С. 66‒81.

3. Кислых, В. В. Исследование параметров сжатого газа в установке адиабатического сжатия (УАС) / В. В. Кислых, В. Н. Васильев, Е. С. Веремьев // ТВТ. ― 1971. ― Т. 9, № 5. ― С. 920‒927.

4. А. с. 1012965 СССР. Способ исследования кинетики химических реакций / В. В. Кислых, О. В. Петрова, И. А. Решетин, Бюл. № 15.

5. Жуков, М. Ф. Высокоэнергетические процессы обработки материалов / М. Ф. Жуков, В. М. Фомин // Низкотемпературная плазма. ― 2000. ― Т. 18. ― С. 425‒437.

6. Маяускас, Ю. Огнеупорная керамика в высокотемпературном газовом потоке / Ю. Маяускас, В. Даукшис, Р. Абрайтис [и др.]. ― Вильнюс : Монкслакс, 1975. ― 180 с.

7. Караулов, А. Г. Циркониевые огнеупоры для высокотемпературных установок на основе бадделеита / А. Г. Караулов // Высокотемпературные материалы для МГДЭС. ― М. : 1983. ― С. 120‒126.

8. Романов, А. Н. Высокотемпературные материалы для МГДЭС / А. Н. Романов, А. И. Кротов, О. И. Кутепова // Высокотемпературные материалы для футеровки различных узлов МГД-установок. ― М. : Наука, 1983. ― С. 109‒114.

9. Nemets, I. I. Thermomechanical properties of zirconium dioxide concretes based on mechanochemical phosphate-containing binders / I. I. Nemets, N. S. Bel'maz, L. N. Semykina [et al.] // Refract. Ind. Ceramics. ― 1997. ― Vol. 38, № 5/6. ― Р. 171‒174. – Немец, И. И. Термомеханические свойства диоксидциркониевых бетонов на механохимических фосфатсодержащих вяжущих / И. И. Немец, Н. С. Бельмаз, Л. Н. Семыкина [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. ― 1997. ― № 5. ― С. 2‒5.

10. Koehler, E. K. Structure and properties of refractory's zirconia ceramics. III. Studies of technical properties of materials and technological elaborations / E. K. Koehler // Ceram. Int. ― 1985. ― Vol. 11, № 1. ― Р. 3‒12.

11. Реков, А. И. Результаты применения огнеупоров из двуокиси циркония в высокотемпературной камере сгорания опытной установки с МГД-генератором открытого цикла / А. И. Реков, А. А. Гребенюк, А. Г. Караулов [и др.] // Материалы для канала МГД-генератора. ― М. : Наука, 1969. ― С. 85‒97.

12. Borovkova, L. B. Improving the composition and investigating the properties of modified zirconia concrete by hydration hardening for high-temperature linings / L. B. Borovkova, T. I. Borodina, G. E. Val'yano [et al.] // Refractories. ― 1991. ― Vol. 32, № 3/4. ― Р. 117‒122. doi: 10.1007/BF01290470. – Боровкова, Л. Б. Совершенствование состава и исследование характеристик модифицированного диоксидциркониевого бетона гидратационного твердения для высокотемпературной футеровки / Л. Б. Боровкова, Т. И. Бородина, Г. Е. Вальяно [и др.] // Огнеупоры. ― 1991. ― № 3. ― С. 8‒11.

13. Borovkova, L. B. A concrete based on zirconium dioxide and a hydration-hardening (water-setting) binder / L. B. Borovkova, T. A. Evdokimova, T. A. Melekhina [et al.] // Refractories. ― 1990. ― Vol. 31, № 3/4. ― Р. 190‒194. doi: 10.1007/BF01282363. – Боровкова, Л. Б. Бетон на основе диоксида циркония и вяжущих гидратационного твердения / Л. Б. Боровкова, Т. А. Евдокимова, Т. А. Мелехина [и др.] // Огнеупоры. ―- 1990. ― № 4. ― С. 1‒4.

14. ГОСТ 53788‒2010 «Огнеупоры и огнеупорное сырье. Методы определения огнеупорности». ― М. : Стандартинформ, 2010. ― 11 с.

15. ГОСТ 7875.2‒94 «Изделия огнеупорные. Метод определения термической стойкости на образцах». ― М. : Изд-во стандартов, 1995. ― 3 с.

16. ГОСТ 4071.1‒2021 «Изделия огнеупорные с общей пористостью менее 45 %. Метод определения предела прочности при сжатии при комнатной температуре». ― М.: Изд-во стандартов, 2021. ― 6 с.

17. ГОСТ 2409‒2014 «Огнеупоры. Метод определения кажущейся плотности, открытой и общей пористости, водопоглощения». ― М. : Стандартинформ, 2014. ― 8 с.

18. Лакомкин, В. Ю. Гидродинамика и тепломассообмен в газодисперсных потоках : учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ / В. Ю. Лакомкин, С. Н. Смородин, Е. Н. Громова. ― СПб.: ВШТЭ СПбГУПТД, 2017. ― 57 с.

19. Иванов, С. А. Газовая динамика : лабораторный практикум / С. А. Иванов. ― Самара : Самар. гос. техн. ун-т, 2014. ― 61 с.

20. Kashcheev, I. D. Study of thermal shock resistance of pulsed high-temperature equipment refractories / I. D. Kashcheev, K. G. Zemlyanoi, R. V. Dzerzhinskii, A. V. Fedotov // Refract. Ind. Ceram. ― 2016. ― Vol. 57, № 4. ― Р. 369‒372. doi: 10.1007/s11148-016-9986-6. – Кащеев, И. Д. Исследование термостойкости огнеупоров для импульсных высокотемпературных установок / И. Д. Кащеев, К. Г. Земляной, Р. В. Дзержинский, А. В. Федотов // Новые огнеупоры. ― 2016. ― № 7. ― С. 43‒47.

21. Роучка, Г. Огнеупорные материалы : справочник / Г. Роучка, Х. Вутнау. ― М. : Интермет Инжиниринг, 2010. ― 392 с.

22. Бельский, В. И. Промышленные печи и трубы : уч. пособие, изд. 2-е / В. И. Бельский, Б. В. Сергеев. ― М. : Стройиздат, 1974. ― 301 с.

23. Коротченков, В. М. Применение регенераторов с шариковой насадкой на нагревательных колодцах цеха Блюминг-1 / В. М. Коротченков, В. А. Воробьев, Р. Б. Городнянский // Металлургическая и горнорудная промышленность. ― 2010. ― № 1. ― С. 100,101.

24. ГОСТ 17612‒89 «Насадки кислотоупорные керамические». ― М. : Изд-во стандартов, 1989. ― 15 с.


Supplementary files

For citation: Fedotov A.V., Belyakov A.V., Kashcheev I.D. Refractory materials for high-temperature pulse installations. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2023;(9):39-46. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-9-39-46

Views: 114

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)