Physical-topological modelling techniques of metal induction evaporator

На основі декомпозиції фізичних процесів, що протікають в індукційному випарнику, представлена його ієрархічна фізико-топологічна модель, де магнітне поле струмів індуктора описується рівнянням в часткових похідних щодо комплексної амплітуди векторного магнітного потенціалу. Чисельним розрахунком встановлюється розподіл напруженості магнітного поля, розподіл струму і температури в елементах випарника. Наведено приклади розрахунків.The article describes the methodology and results of hierarchical modelling of the induction evaporator, which takes into account the related heterogeneous processes and allows to numerically calculate the electromagnetic field in the vicinity of the evaporator as well as current and temperature distributions in the loaded crucible. The model development work allows to make the conclusion that the method of finite elements is most suitable for calculation of electromagnetic and temperature fields. The given model may be employed for modeling vapor flow ejection from the crucible to substrates and electrical discharges in the evaporator. On the base of decomposition of physical processes in the induction evaporator, a complex hierarchical physical-topological model, where the magnetic field of induction current is described by differential equation in partial derivatives relatively the complex amplitude of magnetic vector potential, is created. The magnetic field distribution is numerically calculated, from which the boundary conditions are founded for determining the current distribution in the elements of the evaporator with the use of the total current equation. The current distribution determines a heat source distribution, which, in turn, is a boundary condition for numerical calculation of non-linear heat-conductivity equation for the stationary problem. As a result, the temperature distribution and heat flows in the loaded crucible as well as integral characteristics of the induction evaporators are determined.На основе декомпозиции физических процессов, протекающих в индукционном испарителе, представлена его иерархическая физико-топологическая модель, где магнитное поле токов индуктора описывается уравнением в частных производных относительно комплексной амплитуды векторного магнитного потенциала. Численным расчетом устанавливается распределение напряженности магнитного поля, распределение тока и температуры в элементах испарителя. Приведены примеры расчётов

Investigation of electron cut-off in a cylindrical electrode system in pulsed magnetic field of an inductor

The effect of electron cut-off from the anode in a cylindrical coaxial electrode system with an inhomogeneity of electric and magnetic fields along the axis is investigated by numerical simulation. The effect is caused by the pulsed magnetic field of the external inductor and the secondary magnetic fields generated by the eddy currents in the electrodes. The inhomogeneity of the fields is due to short length of the cathode and the inductor, and also by the internal protrusion at the anode opposite the cathode for the concentration of the magnetic field. The electrons escape along the axis from the interelectrode gap. To capture them, end cup-shaped collectors are introduced, for which the voltage of up to 300 V is applied when the anode voltage is of 10 kV. The results of the work can be used in designing a high-voltage current interrupter, for analyzing the conditions of magnetic initiation of a magnetron discharge, and the characteristics of magnetron electron guns.Досліджується методом чисельного моделювання ефект відсічення електронів від анода в системі циліндричних коаксіальних електродів з неоднорідністю електричного і магнітного полів уздовж осі. Ефект викликається імпульсним магнітним полем зовнішнього індуктора і вторинними магнітними полями, що генеруються вихровими струмами в електродах. Неоднорідність полів обумовлена малою довжиною катода і індуктора, а також внутрішнім виступом на аноді в області катода для підвищення концентрації магнітного поля. Має місце вихід електронів з міжелектродного проміжку уздовж осі. Для їх уловлювання вводяться торцеві чашоподібні колектори, на які подається напруга до 300 В при анодній напрузі 10 кВ. Результати роботи можуть бути використані при проектуванні високовольтного переривника струму, для аналізу умов магнітного ініціювання магнетронного розряду і характеристик магнетронних електронних гармат.Исследуется методом численного моделирования эффект отсечки электронов от анода в цилиндрической коаксиальной системе электродов с неоднородностью электрического и магнитного полей вдоль оси. Эффект вызывается импульсным магнитным полем внешнего индуктора и вторичными магнитными полями, генерируемыми вихревыми токами в электродах. Неоднородность полей обусловлена малой длиной катода и индуктора, а также внутренним выступом на аноде напротив катода для концентрации магнитного поля. Имеет место уход электронов вдоль оси из межэлектродного промежутка. Для их улавливания вводятся торцевые чашеобразные коллекторы, на которые подаётся напряжение до 300 В при анодном напряжении 10 кВ. Результаты работы могут быть использованы при проектировании высоковольтного прерывателя тока, для анализа условий магнитного инициирования магнетронного разряда и характеристик магнетронных электронных пушек

Tubular immunostimulating complex based on cucumarioside A₂-2 and monogalactosyldiacylglycerol from marine macrophytes

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>There is an urgent need to develop safe and effective adjuvants for the new generation of subunit vaccines. We developed the tubular immunostimulating complex (TI-complex) as a new nanoparticulate antigen delivery system. The morphology and composition of TI-complexes principally differ from the known vesicular immunostimulating complexes (ISCOMs). However, methodology for the preparation of TI-complexes has suffered a number of shortcomings. The aim of the present work was to obtain an antigen carrier consisting of triterpene glycosides from <it>Cucumaria japonica</it>, cholesterol, and monogalactosyldiacylglycerol from marine macrophytes with reproducible properties and high adjuvant activity.</p> <p>Results</p> <p>The cucumarioside A₂-2 - cholesterol - MGalDG ratio of 6:2:4 (by weight) was found to provide the most effective formation of TI-complexes and the minimum hemolytic activity <it>in vitro</it>. Tubules of TI-complexes have an outer diameter of about 16 nm, an inner diameter of 6 nm, and a length of 500 nm. A significant dilution by the buffer gradually destroyed the tubular nanoparticles. The TI-complex was able to increase the immunogenicity of the protein antigens from <it>Yersinia pseudotuberculosis </it>by three to four times.</p> <p>Conclusions</p> <p>We propose an optimized methodology for the preparation of homogeneous TI-complexes containing only tubular particles, which would achieve reproducible immunization results. We suggest that the elaborated TI-complexes apply as a universal delivery system for different subunit antigens within anti-infectious vaccines and enhance their economic efficacy and safety.</p