Электротермическое оборудование
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 355 356 357 358 359 360 361... 414 415 416
|
|
|
|
а —с термокатодом; б —с центральным водоохлаждаемымлаждением. электродом; / — центральный электрод; 2 — выходной (внешний) электрод; 3 — магнитная катушка. большим, чем в начальном ламинарном участке столба дуги. Часть плазмообразующего газа подается в щели между вставками. Это создает у стенок канала завесу из относительно холодного газа и защищает стенки канала от чрезмерных тепловых нагрузок, увеличивая вместе с тем тепловой КПД плазмотрона [10-9, 10-10]. Из довольно многочисленных схем плазмотронов с поперечно обдуваемой дугой наиболее характерными являются два типа: коаксиальный плазмотрон (рис. 10-6) и плазмотрон с кольцевыми электродами с магнитной стабилизацией дуги (рис. 10-7). Коаксиальный плазмотрон (рис. 10-6,6) имеет два водоохлаждаемых электрода и может использоваться практически для любых газов, в том числе и окислительных. Работает как на постоянном, так и на переменном токе. Его недостатком является сравнительно короткая дуга. Поэтому наращивание мощности здесь возможно главным образом за счет увеличения тока, т. е. уменьшения ресурса электродов. Если центральный водоохлаждаемый электрод заменить на тугоплавкий, то получим широко распространенную схему вырожденного коаксиального плазмотрона или так называемого торцевого плазмотрона (рис. 10-6, а). Этот плазмотрон пригоден для нагрева неокисляющих газов и не может работать на переменном токе. Однако по сравнению с коаксиальным он позволяет получить существенно большие напряжения (за счет более длинной дуги) и значительно лучший ресурс центрального электрода. Вольт-амперная характеристика такого плазмотрона с центральным электродом из лантанированного вольфрама, снятая на водороде, имеет следующий вид [10-11]: и = 29,3/а (79,5Я)13 (\0Ю)У ехр (97,Ы), (10-12) где а = 0,09—10 й: 6 = 0,162—20 й; у = 0,057—70 й; Н — напряженность магнитного поля, А/м. В диапазоне /=200-г-Ю00 А принимают в =(0,3 + 1,5)-Ю-3 кг/с, Я=32ч-110 кА/м, й= (3-5) • 10~2 м и давление р = 0,1 МПа. Формула (10-12) позволяет рас Рис. 10-7. Плазмотрон с кольцевыми электродами. 1 — электрод; 2 — магнитная катушка. считывать характеристики с точностью не ниже 15% при доверительной вероятности 0,95. Плазмотрон на рис. 10-7 имеет водоохлаждаемые медные или стальные электроды и может работать как на постоянном, так и на переменном токе. Обобщенные характеристики вида (10-4) и (10-5) получены только для линейных плазмотронов. Для плазмотронов, работающих на водороде или нейтральном газе (аргоне, чистом азоте), целесообразно применение катодов из вольфрама, чистого или легированного лантаном. Возможны два способа охлаждения такого катода: водой или потоком плазмообразующего газа. В первом случае (рис. 10-8) катод заделывается в металлическую (обычно медную) водоохлаждаемую державку. Во втором случае катод имеет вид стержня (рис. 10-9) длиной 5—8 диаметров И располагается в канале, по которому подается плазмообразующий газ. Такая конструкция катода применима для газов с большой теплоемкостью, например для водорода. Ширина щели между поверхностью катода и стенкой канала должна быть такой, чтобы скорость газа в ней была не ниже 80—100 м/с (при плотности тока в теле катода 10—12 А/мм2). При работе с активными газами (воздухом, кислородом), а также с техническим азотом, имеющим заметное содержание кислорода, вольфрамовые катоды защищаются нейтральным газом (аргоном, чистым азотом). Схема плазмотрона с таким катодом была дана на рис. 10-1. Расход защитного газа составляет несколько процентов общего расхода газа. Вихревые камеры имеют обычно диаметр, равный 1,5—2,5 диаметра выходного электрода. Газ вводится в камеру тангенциально через два или более отверстий. Рекомендуется скорость газа на входе в вихревую камеру принимать несколько большей половины скорости звука (для воздуха 200 м/с). Сечение выходного электрода выбирается, исходя из необходимой скорости потока плазмы. Наиболее уязвимой деталью плазмотрона, определяющей ресурс его работы, являются электроды. Плотность теплового потока в опорном пятне дуги составляет 105—10е Вт/см2. Термокатоды, изготавливаемые из вольфрама или графита, могут работать в таких условиях. Остальные материалы не могут выдержать такую нагрузку в стационарном режиме. Для увеличения теплоотвода от электродов и снижения их эрозии опорные пятна дуги перемещают с большой скоростью по поверхности электродов магнитным или газодинамическим воздействием, а сами электроды интенсивно охлаждают. В результате тепловой поток от пятна рассредоточивается по поверхности
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 355 356 357 358 359 360 361... 414 415 416
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
