высокой температуры плотность
частиц в плазме очень мала даже при высоких давлениях.
Температура в столбе
электрической дуги колеблется от 4000 до 50000 К в зависимости от условий
процесса. Обычно в открытой дуге температура составляет около 4000 К и
может колебаться за счет повышения напряжения (скорости движения
электронов) и силы тока (числа электронов). Значительного увеличения
температуры в столбе дуги можно достичь путем увеличения частоты
столкновений частиц в плазме. Для этого можно использовать тепловые и
магнито-гидродинамические эффекты. Сущность теплового эффекта сжатия
электрической дуги состоит в ограничении объема плазмы электрической дуги
путем охлаждения наружных слоев плазмы. Охлаждение внешней области плазмы
снижает ионизацию в этой области, и ток электрического разряда
стремится сконцентрироваться в более горячей центральной части
электрической дуги. Это приводит к увеличению плотности тока, а
следовательно, к увеличению температуры.
При дальнейшем увеличении
плотности тока в дуге первостепенное значение приобретает эффект
магнитного сжатия столба разряда. При магнитном сжатии плазмы шнур дуги
отделяется от стенок электродугового устройства, приводя к увеличению
плотности тока в центре разряда. Нагрев частиц твердого материала при
температуре плазмы до 104К определяется, главным образом,
теплопроводностью и конвекцией. Зная основные свойства плазмы и
принципы ее получения, а также основные закономерности электрических
дуг, можно обоснованно конструировать плазматроны с заданными
электротехническими и теплотехническими параметрами.
По методу получения
низкотемпературной плазмы плазменные генераторы можно разделить на
две группы: генераторы с электродами (электродуговые плазматроны) и
безэлектродные (высокочастотные и сверхвысокочастотные).
Максимальное распространение получили электродуговые плазматроны,
работающие на постоянном и переменном токе. Существует Два типа дуговых
плазматронов: с дугой прямого и косвенного действия (рис. 64).
Известно несколько десятков схем дуговых плазматронов, условная
классификация которых представлена на рис. 65.
В плазматронах с дугой
косвенного действия тепловая
295
