Cтраница 4
Несмотря на большое разнообразие конструкций режущих плазмотронов, все они содержат два основных блока: электродный и сопловой. Они электрически изолированы друг от друга и включают в себя узлы для подачи плазмообра-зующих газов, основного и вспомогательного тока, крепления электрода, а также системы охлаждения электрода и сопла ( см. рис. 9.26), Электродный и сопловой узлы образуют дуговую камеру, в которой возбуждается дуговой разряд при подаче плазмообразующих газов. [46]
В этом эксперименте урановый катод испаряется в гелиевой атмосфере, образуя сильно ионизованный вращающийся столб урановой плазмы. Геометрия и конструкция дуговой камеры, так же как и условия работы ( / 404 - 150 А, 6 0 5 - 0 8 Тл, Р01ч - 25 мбар Не), были такими же, как и для дуг в инертных газах. [47]
Широко распространенный пневматический способ применен во всех ранних конструкциях плазматрона. Раствор поступает через капилляр, на выходе из которого распыляется потоком аргона. Образующийся аэрозоль вводят в дуговую камеру через отверстие в нижнем электроде [240, 831] или непосредственно в периферийные участки плазменной струи [169, 1447] с помощью специального ( дополнительного) потока аргона. В некоторых конструкциях распыление и ввод анализируемого раствора производят попутно основным потоком газа, служащим для охлаждения плазмы и формирования плазменной струи. [48]
Фирмы ESAB Hancock и Messer Gries-sheim могут поставлять портальные машины для плазменной резки под водой, устраняющие неблагоприятные воздействия на организм человека токсичных газов, шумов и светового излучения, выделяющихся в процессе резки. Несмотря на большое разнообразие конструкций режущих плазмотронов, все они содержат два основных блока: электродный и сопловый. Электродный и сопловый узлы образуют дуговую камеру, в которой возбуждается дуговой разряд при подаче плазмообразующих газов. [49]
Воздух подается со дна между двумя средними трубами, проходит кверху и затем снова вниз, обтекая при этом внутреннюю трубу, в которую он входит вблизи дна через касательно расположенные отверстия; затем он проходит вверх через дуговое Пространство и наконец выпускается через наружную трубу. Этим создается противоток между входящим и выходящим газом. Благодаря косым отверстиям воздух, входящий в дуговую камеру, получает быстрое спиральное движение. В силу этого спирального движения воздуха дуга сохраняет центральное положение в трубе и обнаруживает хорошую устойчивость. Однако вопрос о стабилизации дуги в этой печи более серьезен, чем в печи Биркеланда и Эйде, так как здесь не предусмотрен автоматический способ восстановления дуги в случае ее выдувания. Дуга между трубой и изолированным электродом зажигается с помощью специального стержня, который сначала замыкает цепь между электродами и затем быстро отодвигается; спиральная струя воздуха заставляет конец дуги быстро двигаться вверх вдоль стен железной трубы до охлаждаемого водою верхнего конца. В больших промышленных печах дуга иногда бывает длиною свыше 20 футов ( 6 т), что требует для ее зажигания применения специальных методов. Биркеланд-Эйде; это частично объясняется тем, что через печь пропускается относительно меньшее количество воздуха. [50]
Плазмообразующий газ /, подающийся тангенциально к разряду, выносит плазменную струю за пределы разрядного промежутка. У линейных плазмотронов достигается наибольшая протяженность плазменного разряда, что позволяет увеличить среднее время пребывания химических агентов в активной зоне и расширяет возможность варьирования условий проведения плазмохимических реакций. Дуга стабилизируется потоком плазмообразующего газа, подаваемого в дуговую камеру 4 тангенциально с помощью вихревой газофор-мирующей головки. [51]
В камере горения сжигается топливо с предварительно подогретым воздухом; за счет этого температура газа повышается до 2000 - 3000 К, и протекает процесс синтеза окиси азота. Реакция образования окиси азота - эндотермическая, поэтому температура в камере сгорания топлива несколько снижается. Для компенсации этих потерь тепла продукты сгорания направляются в дуговую камеру плазмотрона, где дополнительно подогреваются до температуры, необходимой для реакции. [52]
![]() |
Пиролиз бензина в плазменной струе ( фирма Hoechst. [53] |
Все детали, кроме изолятора и вихревой камеры, охлаждаются водой. В трехфазном плазмотроне переменного тока ( рис. IV.5, б) имеется верхняя изолированная секция 2 с тремя графитовыми электродами 1, установленными под углом. Часть водорода, который должен явиться теплоносителем, вводят в цилиндрическую дуговую камеру 4; он охлаждает токоподводы графитовых электродов. [54]
В исследовании [ ЗОа ] электродугового крекинга при низком давлении была получена концентрация С2Н2 24 9 объемн. Оптимальная в лабораторных условиях концентрация ацетилена равна 18 5 объемн. Предлагалось [ ЗОв ] пропускать метан под давлением 5 am через дуговую камеру, имеющую форму трубы Вентурп. При этом образуется сверхзвуковой поток и осуществляется быстрая закалка на выходе из камеры. [55]
При всем разнообразии конструкций все плазмотроны имеют три основных элемента: электрод ( при прямой полярности катод), сопло и изолятор. Последний разделяет электрод и сопло, находящиеся под разными электрическими потенциалами. Сказанное справедливо лишь в случае, если параметры перечисленных элементов взаимосвязаны, образуя систему, называемую дуговой камерой. К первым относятся: ток дуги / д, расход Q или давление р воздуха, а также других плазмо-образующих газов. [56]
В заключение следует отметить, что систему приспособление - инструмент - деталь ( СПИД) в применении к плазменной резке можно представить следующим образом. Его элементы и параметры: сопло определенных диаметра и длины; электрод с катодной вставкой, нижний срез которой должен находиться на определенном расстоянии от верхнего среза сопла; дуговая камера плазмотрона, геометрические параметры которой, характеризующие ее размеры и форму, имеют существенное значение для обеспечения качества плазменной резки. Инструмент - это обжатая плазменная дуга, на проникающую и режущую способность которой оказывают влияние состав плазмообразующей среды, сила и напряжение тока, расстояние от нижнего среза сопла до поверхности разрезаемого металла и много других факторов. Деталь - это разрезаемый металл, природа которого и толщина влияют на качество и производительность плазменной резки. [57]
![]() |
Распределение относительного потенциала зонда в различных сечениях струи.| Распределение относительного потенциала зонда по длине струи. [58] |
При создании МГД-генератора необходимо изучить физические процессы, происходящие в потоке плазмы при наложении магнитного поля. Дуговая камера заключалась целиком в экран из листового пермаллоя. [59]
Аксиальная подача газа в дуговую камеру дает возможность лучше воздействовать на обрабатываемую деталь потоком истекающей из сопла плазмы. Однако при этом ухудшается пространственная стабилизация столба дуги и увеличивается вероятность двойного ду-гообразования. Поэтому предпочтительна тангенциальная подача газа. Одним из элементов дуговой камеры является вихревая закрутка, которая обеспечивает тангенциальную подачу плазмообразующего газа в канал сопла. [60]