Плазма - электрическая дуга
Cтраница 2
Всякое разделение зарядов в плазме приводит к возникновению мощных электрических полей, возникающих из-за флуктуации заряженных частиц; электрическое поле автоматически выравнивает концентрацию зарядов противоположного знака. Следовательно, квазинейтральность плазмы электрической дуги объясняется отсутствием сил, достаточных для существенного нарушения ее электрического равновесия. [16]
Малая эффективность реактора с осевой схемой расположения дуги объясняется недостаточно эффективным тепло - и массообменом между электрической дугой и газовым потоком, а также значительной неравномерностью температур по каналу дуги в осевом и радиальном направлениях. Это вызывает побочные реакции с выделением сажи. При осуществлении процесса на коаксиальном плазмотроне газовая смесь полностью проходит через плазму электрической дуги, в результате чего значительно улучшаются условия тепло - и массообмена и достигается равномерное распределение температур в зоне реакции. В таком плазмотроне при разбавлении углеводородов водородом, увеличивается степень превращения метана в ацетилен. [17]
Сущность теплового эффекта сжатия [5] электрической дуги ( пинч-эффект первого рода) 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 в стриммере электрической дуги, а следовательно, и к увеличению температуры. [18]
Наряду с условием локального термического равновесия ( понятие локальности термического равновесия между различными частицами в элементарном объеме плазмы дуги обусловлено неравномерным распределением температуры по сечению и длине столба электрической дуги), важным и необходимым условием существования термической плазмы электрической дуги является ее квазинейтральность. Квазинейтральность плазмы означает равенство объемных концентраций положительно и отрицательно заряженных частиц плазменной среды. Ввиду квазинейтральности частицы плазмы за пределами пространства, которое они занимают, не возбуждают электрического поля. Во многих теоретических работах [89, 97] квазинейтральность плазмы электрической дуги объясняется отсутствием достаточных сил для значительного нарушения ее электрического равновесия. [19]
 |
Схема дугового плазмотрона. [20] |
Частицы летят к подложке со скоростью около 200 м / с, поэтому при ударе возникают значительные усилия, способствующие сцеплению и спеканию в процессе остывания. Слой формируется как совокупность затвердевших расплющенных при ударе частиц. Выбор подложки ограничивается термостойкостью подложки по отношению к интегральной температуре газовой струи, содержащей нагретые частицы наносимого вещества. Зону расплавления создают тремя способами: электрической дугой, газовым пламенем и сжатой плазмой электрической дуги. От температуры частицы наносимого вещества зависит ее вязкость, смачивающая способность и химическая активность при спекании. Для газотермического напыления характерна краткость процесса спекания в результате быстрого отвода тепла от частицы на подложку. [21]
Явления теплопереноса ( перенос тепловой энергии) и м ассо-переноса ( перенос вещества) в электрических аппаратах почти всегда связаны с протеканием электрического тока. Тепло, выделяющееся при протекании тока, передается от более нагретых элементов к менее нагретым и рассеивается в окружающую среду. Массоперенос проявляется в различных формах. В форме мостиковой и дуговой эрозии контактов материал контактов переносится в расплавленном виде с одного контакта на другой или выбрасывается в парообразном виде с поверхности контактов в газоразрядный столб дуги. Потоки плазмы электрической дуги также несут в себе газообразное или парообразное вещество и переносят его из одной зоны газоразрядного столба в другую или выносят в окружающую среду. [22]
Райхбаум и Костюкова [101] расчетным способом показали, что при температуре плазмы 3000 - 5000 С некоторые металлы образуют устойчивые двухатомные молекулы. Это приводит к уменьшению концентрации свободных атомов и ослаблению интенсивности спектральных линий. Для элементов, образующих прочные соединения с кислородом, таких, как Zr, Be, Nb, Mo, Та, одним из путей повышения чувствительности определения является введение в пробу кремния, имеющего сродство к кислороду больше, чем эти металлы. В присутствии Са концентрация свободных атомов Li в плазме возрастает за счет связывания F-иона в устойчивое соединение CaF. Одновременно возрастает интенсивность молекулярной полосы CaF. Химические реакции в плазме электрической дуги и их роль при проведении спектральных определений изучены пока недостаточно. Можно отметить, что многообразие факторов, влияющих на процесс испарения веществ, позволяет управлять этим процессом в нужном для практических целей направлении. [23]
Страницы: 1 2