Что в архиве: Оформление квалификационной работы:

Расчетно-пояснительная записка на _120_ листах формата А4.

Перечень графического (иллюстративного) материала (чертежи, плакаты, слайды и т.п.)
1. Лист А1 – Вводный лист_________________________________________________________
2. Лист А1 – Технологическая схема изготовления_____________________________________
3. Лист А1 – Результаты экспериментов______________________________________________
4. Лист А1 – Результаты экспериментов______________________________________________
5. Лист А1 – Сборочный чертеж____________________________________________________
6. Лист А1 - Деталировка___
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
(МГТУ им. Н.Э. Баумана)


ФАКУЛЬТЕТ ___ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЕ_____________________________________

КАФЕДРА Э8 «ПЛАЗМЕННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ»___________________



РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЕ

НА ТЕМУ:
Разработка импульсной ксеноновой лампы
с улучшенными бактерицидными свойствами
______________________________________________
______________________________________________



Студент __Э8-81_Б _________________ ____Р.М. Ушаков____
(Группа) (Подпись, дата) (И.О.Фамилия)

Руководитель ВКР _________________ ____Д.О. Новиков____
(Подпись, дата) (И.О.Фамилия)

Консультант _________________ ____Д.Ю. Пугачев____
(Подпись, дата) (И.О.Фамилия)

Нормоконтролер _________________ ___А.В. Павлов______
(Подпись, дата) (И.О.Фамилия)








2020 г.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
(МГТУ им. Н.Э. Баумана)

УТВЕРЖДАЮ
Заведующий кафедрой _Э8_
(Индекс)
А.В. Семёнкин
(И.О.Фамилия)
« _25_ » _февраля_ 20 _20_ г.

ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы бакалавра

Студент группы ___Э8-81_Б_____

_______________________ Ушаков Роман Максимович__________________________
(фамилия, имя, отчество)

Тема квалификационной работы Разработка импульсной ксеноновой лампы с улучшенными бактерицидными свойствами
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________

Источник тематики (НИР кафедры, заказ организаций и т.п.)
_________________________________ООО НПП Мелитта______________________________
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________

Тема квалификационной работы утверждена распоряжением по факультету «Энергомашиностроение»__ № 03.05.01-04/47 от « _11_ » _декабря_____ 2019 г.


Часть 1. Расчетная часть
Произвести анализ основ обеззараживания при воздействии УФ излучения, из которого формируются основные требования к разрабатываемой газоразрядной лампе. Изучить теоретические основы генерирования УФ излучения импульсным плазменным каналом и провести конструкторские исследования, обеспечивающие создание основных теоретических решений герметизирующих элементов и электродных узлов ламп.



Часть 2. Конструкторская часть
Исследовать создание конструкции лампы при работе в рассчитанном разрядном контуре. Описать методики и аппаратное оснащение регистрации характеристик УФ излучения и электротехнических параметров, привести результаты исследований временных электротехнических параметров, привести результаты исследований временных зависимостей тока, напряжения и сопротивления плазменного канала, пространственное распределение УФ и ИК спектральных диапазонах и т.д.



Часть 3. Экономическая и экологическая часть
Рассчитать затраты на изготовление импульсной ксеноновой лампы в условиях серийного производства. Произвести измерения озонообразования в процессе работы лампы и предложить конструктивные решения, позволяющие снизить концентрацию озона в воздухе на порядок ниже предельно допустимой концентрации.



Оформление квалификационной работы:

Расчетно-пояснительная записка на _120_ листах формата А4.

Перечень графического (иллюстративного) материала (чертежи, плакаты, слайды и т.п.)
1. Лист А1 – Вводный лист_________________________________________________________
2. Лист А1 – Технологическая схема изготовления_____________________________________
3. Лист А1 – Результаты экспериментов______________________________________________
4. Лист А1 – Результаты экспериментов______________________________________________
5. Лист А1 – Сборочный чертеж____________________________________________________
6. Лист А1 - Деталировка__________________________________________________________

Дата выдачи задания «10 » _февраля_ 2021 г.

В соответствии с учебным планом выпускную квалификационную работу выполнить в полном объеме в срок до «14 » __июня__2021г.

Руководитель квалификационной работы __________ 10.02.2021_ ___Д.О. Новиков_
(Подпись, дата) (И.О.Фамилия)

Студент ___________ 10.02.2021_ ___Р.М. Ушаков_
(Подпись, дата) (И.О.Фамилия)

Примечание:
1. Задание оформляется в двух экземплярах: один выдается студенту, второй хранится на кафедре.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
(МГТУ им. Н.Э.Баумана)

ФАКУЛЬТЕТ Э_ УТВЕРЖДАЮ
КАФЕДРА Э8 Заведующий кафедрой ___Э8_____
(Индекс)
ГРУППА __Э8-81_Б____ ______________ __А.В. Семёнкин
(И.О.Фамилия)
« _25_ » _февраля_ 20 _20_ г.
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН
выполнения выпускной квалификационной работы
студента: Ушакова Романа Максимовича
(фамилия, имя, отчество)
Тема квалификационной работы Разработка импульсной ксеноновой лампы с улучшенными бактерицидными свойствами
________________________________________________________________________________

Студент _______________10.02.2021__ Руководитель работы __________10.02.2021__
^{(подпись, дата) (подпись, дата)}


РЕФЕРАТ
Цель: разработать источник ультрафиолетового излучения с максимальной выходной интенсивностью в диапазоне 200-300 нм.
Назначение разрабатываемого изделия: создание источника ультрафиолетового излучения для обеззараживания помещения.
В дипломном проекте должны быть проведены работы по:
- изучению существующих серийно выпускаемых импульсных ксеноновых ламп;
- изучению основ конструирования импульсных ксеноновых ламп и их источников питания;
- оценке себестоимости и влияния на экологию;
- расчёту параметров плазмы импульсного ксенонового разряда и разрядного контура установки с лампой;
- разработке методики и сборки экспериментальной установки для исследования электротехнического контура и излучательных характеристик лампы.


СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ. 7
Глава 1. Сравнительный анализ выпускаемых импульсных ламп. 8
1.1 Введение. 8
1.2. Длительность импульса. 13
1.3. Конструктивные параметры.. 14
1.4. Состав наполнения. 17
1.5. Выводы.. 21
Глава 2. Разработка конструкции и схемы разрядного контура ксеноновой лампы.. 22
2.1. Общая характеристика импульсных ламп. Основные параметры.. 22
2.2. Прямые импульсные лампы.. 23
2.3. Принцип работы импульсных ламп. 23
2.3.1 Процессы, происходящие в положительном столбе разряда. 25
2.3.2 Возникновении разряда – электрический пробой газа при давлениях, близких к атмосферному. 25
2.3.3 Пространственное распределение и поляризация излучения импульсных ламп. 28
2.4 Виды конструкций герметизирующих узлов. 29
2.5. Описание разработанной конструкции электродного узла. 32
2.6. Нагрузочные характеристики импульсных ламп. 35
2.7. Эксплуатационные характеристики импульсных ламп. 37
2.7.1 Основные элементы разрядного контура. 38
2.9. Электрическая схема установки. 40
2.10 Выводы.. 45
Глава 3. Исследование разрядного контура и плазменно-оптический расчет импульсной ксеноновой лампы.. 46
3.1 Измерение электротехнических характеристик. 46
3.2 Измерение энергии излучения E_изл 50
3.3 Измерение индикатрисы в УФ. Расчет телесных углов и коэффициента поглощения плазмы.. 54
3.4 Плазменно-оптический расчет. 58
3.5 Влияние энерго-мощностных характеристик импульсной ксеноновой лампы на динамику изменения её излучательных характеристик в УФ-области спектра. 59
3.6 Выводы.. 63
Глава 4. Организационно-экономический раздел. Прогноз затрат на изготовление импульсной ксеноновой лампы и прогнозная оценка себестоимости. 64
4.1 Введение. 64
4.2 Понятие себестоимости. 64
4.2.1 Описание нормативного метода. 67
4.3 Расчет себестоимости методом нормативной калькуляции. 68
4.5 Выводы.. 75
Глава 5. Промышленная экология. 76
5.1 Исследования по наработке озона. 76
5.2 Выводы.. 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 80
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. 81
ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 83

ВВЕДЕНИЕ

В современной медицине способ импульсного ультрафиолетового обеззараживания помещений находится в начальном этапе развития. Единственными аппаратами в отечественной медицинской практике являются «Альфа-05» и «Альфа-01».
Импульсные ксеноновые лампы на данных аппаратах генерируют сплошной спектр УФ излучения, что вызывает одновременное деструктивное воздействие на различные жизненно важные структуры клеток (нуклеиновые кислоты, белки, липиды, мембраны и др.), что повышает биоцидную эффективность такого вида воздействия по сравнению с монохроматическим бактерицидным УФ излучением. Анализ экспериментальных данных показал, что бактерицидная эффективность высокоинтенсивного импульсного УФ излучения сплошного спектра примерно в 10–15 раз выше эффективности непрерывного УФ излучения ртутных бактерицидных ламп.
На сегодняшний день существующие ртутные лампы низкого давления обеспечивают антибактерицидное воздействие на ограниченное число бактерий.
Переход к более высоким мощностям излучения в расширенном спектральном диапазоне, позволяет решить эту задачу. Поэтому проведенные исследования, нацеленные на решение этой проблемы, делают тему дипломного проекта актуальной.
В дипломном проекте проводится подробный анализ устройства и работы импульсных ламп.
Кроме параметров, свойственных источникам света непрерывного действия (форма и размеры светящего объема, световые или энергетические параметры, спектральный состав излучения), для импульсных ламп задаются два дополнительных требования – длительность импульса и частота его повторения.
При этом специфической особенностью импульсных ламп является то, что путем изменения схемы и режима питания лампы можно в значительных пределах варьировать силу излучения, длительность импульсов (вспышек) и частоту повторения.

Глава 1. Сравнительный анализ выпускаемых импульсных ламп

1.1 Введение

В последнее время во всех странах мира наблюдается рост числа опасных инфекционных заболеваний, что обостряет проблему современной медицинской практики - внутрибольничную инфекцию (ВБИ). Так, по разным источникам даже в экономически развитых странах частота заболеваний ВБИ колеблется в пределах 5-15% стационарных больных. Применение антибиотиков и низкоинтенсивное ультрафиолетовое излучение способствуют селекции и накоплению в среде резистентных штаммов.
Спектр возбудителей ВБИ чрезвычайно широк [1] и включает бактерии, грибы, вирусы и простейшие. Основными возбудителями бактериальных инфекций являются стафилококки, псевдомонады, стрептококки, энтеробактерии, грибы рода Candida и Aspergillus. Одним из перспективных направлений, направленным непосредственно на разрыв механизма передачи возбудителя, является развитие новых биоцидных УФ технологий.
Для решения ряда прикладных задач требуются эффективные источники с изолированным телом свечения и высокой яркостью в видимой и коротковолновой УФ (200…300 нм) областях спектра [2].
В настоящее время для обеззараживания воздуха в помещениях широко используются бактерицидные установки на основе ртутных ламп низкого давления. К недостаткам таких устройств необходимо отнести тот факт, что они обладают селективностью биоцидного действия в отношении ряда вирусных и суровых видов микрофлоры [3]. Здесь в первую очередь существенны такие характеристики генерируемого УФ излучения, как его интенсивность и спектр. Традиционные ртутные лампы обеспечивают весьма низкую интенсивность облучения объектов (как правило, это микроватты на 1 см² обрабатываемой поверхности), и для набора необходимой биоцидной дозы требуются значительные времена экспозиции. Спектр излучения ртутных ламп в коротковолновой УФ-области (200~300 нм) содержит только одну узкую спектральную линию (254 нм) (рис. 1.1).

1 - спектр излучения непрерывной лампы низкого давления, 2 - спектр излучения импульсной ксеноновой лампы, 3–6 - спектры поглощения микроорганизмов (3-5) и органических соединений (6 - фенол)
Рисунок 1.1 - Спектры излучения ультрафиолетовых ламп и характерные спектры поглощения загрязнителей воздуха