sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2024-21-5-652-661PYUWOOsibadi-1881Research ArticleТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕTRANSPORT, MINING AND BUILDING MACHINERY ENGINEERINGОбоснование режима разряда электрогидравлической установки для шпурового разрушения монолитных объектовSubstantiation of the discharge mode of electrohydraulic equipment for drilling destruction of monolithic objectshttps://orcid.org/0009-0006-2548-5309БарсуковВ. О.BarsukovV. O.

Вячеслав Олегович Барсуков, аспирант 3-го года обучения по направлению 05.05.04 – Дорожные строительные и подъемно-транспортные машины

автомобильно-дорожный факультет

190005; 3-я Красноармейская улица, 3/6; Санкт-Петербург

Vyachslav O. Barsukov, 3rd year postgraduate student of 05.05.04 program – Road construction and hoisting and transporting machines

automobile and road department

190005; 3rd Krasnoarmeyskaya Street, 3/6; Saint-Petersburg

barsukovvyach@yandex.ruСанкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (СПБГАСУ)РоссияSaint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering (SPbGASU)Russian Federation202403112024215652661Copyright © Барсуков В.О., 20242024Барсуков В.О.Barsukov V.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1881   Введение

   Введение. В статье поднимаются проблемы, связанные с электрогидравлическим шпуровым разрушением негабаритных монолитных объектов, которые встречаются, в частности, на территории проведения строительных работ. На данный момент оценка эффективности внедрения технологии отсутствует, из чего следует: необходим метод обоснования оптимального режима разряда и его воспроизводимости на промышленных установках.

   Цель статьи

   Цель статьи: обоснование оптимальных энергетических параметров для разрушения монолитных объектов шпуровым электрогидравлическим способом.

   Материалы и методы

   Материалы и методы. Произведен анализ факторов шпурового электрогидравлического разрушения монолитных объектов – выявлены наиболее значимые факторы. Предлагается характеризовать режим разряда набором параметров, отвечающих за переходные процессы в моменты разрушения проводника, длительностью разряда и количеством вводимой энергии, вычисление которых представлены на страницах публикации.

   Результаты и обсуждение. На основании выявленных действующих факторов разработан стенд для регистрации явления электрогидравлического эффекта. Выведены параметры обеспечения воспроизводимости режима разряда в зависимости от изменения величины индуктивности разрядного контура. Предложено формирование области применения на основании анализа данных.

   Заключение

   Заключение. Результаты исследования позволяют простое планирование эксперимента для оценки эффективности внедрения технологии. Статья заинтересует научные кадры в области электрогидравлических и электроимпульсных технологий, сотрудников организаций, задействованных в расчистке территорий от монолитных объектов.

   Introduction

   Introduction. The article raises the problems associated with electrohydraulic drilling destruction of oversized monolithic objects, which are found, in particular, on the territory of construction works. At the moment, there is no assessment of the technology effectiveness, which means that methods are needed to justify the optimal discharge mode and its reproducibility in industrial equipment.

   The purpose of the article is substantiation of optimal energy parameters for destructing monolithic objects by using electrohydraulic drilling method.

   Materials and methods

   Materials and methods. The analysis of factors contributing to electrohydraulic fracture of monolithic objects was carried out and the most significant ones were identified. It is proposed to characterize the discharge mode with a set of parameters related to the transitional processes at the moments of conductor destruction, the discharge duration and the amount of energy input. Сalculation of the parameters has been presented in this paper.

   Results and discussions. Based on the identified active factors, a stand for registration the electrohydraulic effect has been developed. Parameters for ensuring reproducibility of the discharge mode are derived depending on the change in the discharge circuit inductance. Practical implications are proposed based on data analysis.

   Conclusion

   Conclusion. The research findings advance a simple experiment planning to evaluate technology effectiveness. The article will be of interest to researchers in the field of electrohydraulic and electropulse technologies, and practitioners involved in clearing territories and removing monolithic objects.

электрогидравлический эффектэлектротермическое разрушение проводникаразрушение негабаритоврежим разрядавоспроизводимость режима разрядаelectrohydraulic effectelectrothermal destruction of a conductordestruction of oversized objectsdischarge modereproducibility of discharge modeАвтор не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах и методахThe authors have no financial interest in the presented materials or methodsReferencesБарсуков В.О., Репин С.В., Зазыкин А.В. Расчёт энергозатрат установки для электрогидравлического разрушения монолитных объектов / В.О. Барсуков, С.В. Репин, А.В. Зазыкин [и др.] // Строительные и дорожные машины. 2022. № 6. С. 23–25.Barsukov V.O., Repin S.V., Zazykin A.V., Kobzar A.A., Khovalyg N.D.K. Energy consumption’s calculation monolithic object’s electrohydraulic destruction. Construction and road machines. 2022; 6: 23–25 (In Russ.).Барсуков В.О., Репин С.В., Зазыкин А.В. Электрогидравлическая установка для разрушения валунов и монолитных конструкций при производстве строительных работ / В.О. Барсуков, С.В. Репин, И.И. Воронцов [и др.] // Грузовик. 2022. № 4. С. 38–41.Barsukov V.O., Repin S.V., Vorontsov I.I., Orlov D.S., Riznyk A.A. Electrohydraulic installation for destruction of boulders and monolithic structures during construction works. Truck. 2022; 4: 38–41 (In Russ.).Мартынов Н.В., Добромиров В.Н., Барсуков В.О., Аврамов Д.В. Электрогидравлическая технология разрушения объектов // Горная промышленность. 2021. № 2. С. 132–136. DOI: 10.30686/1609-9192-2021-2-132-136.Martynov N.V., Dobromirov V.N., Barsukov V.O., Avramov D.V. Electrohydraulic Technology for Breaking Solid Objects. Gornaya promyshlennost = Russian Mining Industry. 2021;(2):132–136. (In Russ.) DOI: 10.30686/1609-9192-2021-2-132-136.Савенко Э.С., Савенков Н.В., Матвиенко С.А., Каспарьянц А.Г. Моделирование процесса элeктроразряда при восстановлении поршнeвыx пальцев ДВС // Вестник СибАДИ. 2024; 21(2): 242–255. doi: 10.26518/2071-7296-2024-21-2-242-255. EDN: IHTOCPSavenko E.S., Savenko E.S., Matvienko S.A., Kasparyants A.G. Electric discharge process modelling when piston pins recovery in internal combustion engines. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2024;21(2):242-255. (In Russ.) doi: 10.26518/2071-7296-2024-21-2-242-255. EDN: IHTOCPЕфимова А.М. Эффективные способы демонтажа железобетонных конструкций // Наукосфера. 2024. № 1-2. С. 162–168. EDN: VMFZOQ.Efimova A.M. Effective ways of dismantling reinforced concrete structures. Naukosfera. 2024; 1-2: pp. 162-168. EDN: VMFZOQ (In Russ.)Ким К.К. Использование электрогидроимпульсного эффекта в железнодорожной отрасли / К.К. Ким. Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2019. 203 с. ISBN 978-5-4486-0730-1. EDN: EXSJFU.Kim K.K. The use of the electrohydroimpulse effect in the railway industry. Saratov: AI–Pi–Er–Media, 2019. 203 p. ISBN 978-5-4486-0730-1. EDN: EXSJFU. (In Russ.)Юницкий А.Э., Першай Н.С., Арнаут С.А. Исследование влияния электрогидроудара на измельчение бурого угля как компонента почвогрунта // Вестник Барановичского государственного университета. Серия: Технические науки. 2023. № 2(14). С. 64–73. EDN: IIAYSD.Yunitskiy A.E., Arnaut S.A., Pershai N.S. Influence of electrohydraulic impact on the brown coal grinding as а soil component. Bulletin of the Baranovichi State University. Series: Technical Sciences. 2023; 2(14): 64–73. EDN: IIAYSD (In Russ.).Liu K. et al. Study on the coaxial electrode in electrohydraulic shockwave drilling technology // Geoenergy Science and Engineering. 2023. Volю 231. P. 212284.Liu K. et al. Study on the coaxial electrode in electrohydraulic shockwave drilling technology. Geoenergy Science and Engineering. 2023; Vol. 231: 212284. doi: 10.1016/j.geoen.2023.212284.Le Mentec R. et al. Electrohydraulic crimping of tubes within rings // Metals. 2023. Vol. 13. №. 8. P. 1382.Le Mentec R. et al. Electrohydraulic crimping of tubes within rings. Metals. 2023; Vol. 13. no 8: 1382. doi: 10.3390/met13081382.Wang Z. et al. Antisymmetric deformation behavior during eccentric explosion electrohydraulic sheet forming process // Materials and Manufacturing Processes. 2023. Vol. 38. №. 6. P. 692–700.Wang Z. et al. Antisymmetric deformation behavior during eccentric explosion electrohydraulic sheet forming process. Materials and Manufacturing Processes. 2023; Vol. 38. no 6: 692–700. doi: 10.1080/10426914.2022.2116041.Косенков В.М. Влияние объема цилиндрической разрядной камеры с жесткими стенками на поле давления в заполняющей ее воде // Электронная обработка материалов. 2022. Т. 58, №. 2. С. 68–80.Kosenkov V. M. Cylindrical discharge chamber’s volume with rigid walls dependence on the pressure field in the water. Electronic processing of materials. 2022; vol. 58. No. 2: 68–80 (In Russ.).Akiyama H. Streamer discharges in liquids and their applications // IEEE Transactionson Dielectrics and Electrical Insulation. 2000. vol. 7. No. 5. pp. 646–653.Akiyama H. Streamer discharges in liquids and their applications. IEEE Transactionson Dielectrics and Electrical Insulation. 2000; vol. 7. No. 5: 646–653. DOI: 10.1109/94.879360Jones H.M., Kunhardt E.E. The influence of pressure and conductivity on the pulsedbreakdown of water // IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 1994. vol.1. pp. 1016–1025.Jones H.M., Kunhardt E.E. The influence of pressure and conductivity on the pulsedbreakdown of water. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation. 1994; vol.1: 1016–1025. DOI: 10.1109/94.368641Knyazyev M., Holzmüller M., Homberg W. Investigation of pressure fields generated by two simultaneous discharges in liquid initiated by wires // Journal of Manufacturing and Materials Processing. 2023. Vol. 7. №. 1. P. 40.Knyazyev M., Holzmüller M., Homberg W. Investigation of pressure fields generated by two simultaneous discharges in liquid initiated by wires. Journal of Manufacturing and Materials Processing. 2023; Vol. 7. №. 1: 40. doi: 10.3390/jmmp7010040Ledoux Y. Experimental investigation of the pulse duration on the efficiency and electrode wear of electrohydraulic forming process // Manufacturing Review. 2023.Vol. 10. P. 17.Ledoux Y. Experimental investigation of the pulse duration on the efficiency and electrode wear of electrohydraulic forming process. Manufacturing Review. 2023; Vol. 10: 17. doi: 10.1051/mfreview/2023016.Кривицкий Е.В. Динамика электровзрыва в жидкости. Монография. Киев: Науковадумка, 1986. 206 с.Krivitsky E.V. Dynamic of an electric explosion in a liquid. Kiev: Naukova dumka, 1986: 206 (In Russ.).Mackersie J.W., Timoshkin I.V., Mac.Gregor S.J. Generation of high-power ultrasound by spark discharges in water // IEEE Transactions on Plasma Science. 2005. vol. 33. pp. 1715–1724.Mackersie J.W., Timoshkin I.V., Mac.Gregor S.J. Generation of high-power ultrasound by spark discharges in water. IEEE Transactions on Plasma Science. 2005; vol. 33: 1715–1724. DOI: 10.1109/TPS.2005.856411.Locke B.R., Sato M., Sunka P., Hoffmann M.R., Chang J.-S. Electrohydraulic discharge and nonthermal plasma for water treatment, Industrial and engineering chemistry research: American Chemical Society. 2006. vol. 45. No 3. pp. 882–905.Locke B.R., Sato M., Sunka P., Hoffmann M.R., Chang J.-S. Electrohydraulic discharge and nonthermal plasma for water treatment. Industrial and engineering chemistry research: American Chemical Society. 2006; vol. 45. No 3: 882–905. doi: 10.1021/ie050981u.Wei Y., Zhang F., Wei B., Xu H., He K. Experimental and numerical analyses of tubular electrohydraulic forming process // Key Engineering Materials. 871(2021). pp. 80–86.Wei Y., Zhang F., Wei B., Xu H., He K./ Experimental and numerical analyses of tubular electrohydraulic forming process. Key Engineering Materials. 871(2021): 80–86. doi: 10.4028/www.scientific.net/KEM.871.80.Дерен Ф.Д., Пепин В.М., Васильев А.Н. Моделирование переходных процессов в цепях формирования высоковольтных импульсов // Агротехника и энергообеспечение. 2023. № 2(39). С. 29–37. EDN: ATNHLF.Deren F.D., Repin V. M., Vasiliev A.N. Simulation of transient processes in high-voltage pulses formation circuits. Agrotechnics and energy supply. 2023; 2(39): 29-37. EDN: ATNHLF. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.