ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нагревательные установки со слабообдуваемыми (свободногоряцини) дугами из "По отдельным производствам химической Промышлености выпуск 15" По способу обдува дугового столба нагреватели можно разделить на установки со слабообдуваемыми (свободногорящими) дугами, с продольным или продольно-вихревым, с поперечным, а также с комбинированным обдувом дуги. По-видимому, к дуговым нагревателям целесообразно отнести и установки с дугами, геометрически стабилизированными с помощью стенки или вихря жвд-кости, поскольку иногда необходимо генерировать плазменные струи с малым расходом рабочего тепла. [c.6] По агрегатному состоянию вещества, служащего исходным. материалом для плазменной струи, нагреватели делятся на дуговые нагреватели газа, жидкостные плазмотроны и установки с расходуемыми электродами. [c.6] Конструкция нагревателя и его характеристики зависят от материала электродов. Обычно в них используются электроды, изготовленные из тугоплавких материалов (вольфрам, графит и т.п.) и из материалов, обладающих низкой температурой плавления. Такие электроды нуждаются в охлаждении. [c.6] В качестве материала охлаэЕдаемых электродов обычно применяется медь. Широкое распространение получили разрядные камеры с комбинированными электродами - это нагреватели постоянного тока с тугоплавким стержневым катодом и медным цилиндрическим анодом. [c.6] По способу подвода рабочего тела в разрядную камеру установки бывают однокамерные одной камерой ввода рабочего тела) и о двумя и более, подводящими камерами. [c.7] По выводу нагретого гаЗа из разрядной камеры нагреватели бывают одноструйные (их называют плазмотронами одностороннего истечения), двухструйные и многоструйные. [c.7] Разрядные камеры однофазных плазмотронов переменного тока, как уже отмечалось выше, обладают теми же особенностями, что и камеры постоянного тока. Однако конструкции многофазных установок имеют некоторые специфические черты. Прежде всего они различаются по степени теплового воздействия отдельных фазных дуг друг на друга, от чего зависит стабильность горения дуг при переходе токов через нулевое значение. В связи о этим бывают нагреватели с тесно соприкасающимися фазными дугами, слабосоприка-сающимися и несоприкасающимися. [c.7] Б нагревателях применяются различные схемы электрических соединений соединение фазных дуг в звезду, в открытый многоугольник и в замкнутый многоугольник, кроне того, предложены сложные схемы соединения фазных дуг. [c.7] По равномерности нагрузки многофазной сети различают симметричные и несимметричные плазмотроны. [c.7] Приведенная выше классификация представлена в виде схемы на рис. I, Всевозможные сочетания различных признаков дают варианты выполнения электродуговых плазменных генераторов (разумеется, не все они практически выполнимы в настоящее время). [c.7] Следует отметить, что плазмотроны можно различать также по роду нагреваемого рабочего тела (например, установки для инертных газов, для восстановительной или для окислительной среды), по их назначению (например, плазмохимические и плазмометаллургические агрегаты, подогреватели для аэродинамических труб, установки для исследования процессов тепло- и массообмена и теплозащитных материалов, устройства для исследования низкотемпературной плазмы и плазменные горелки для обработки материалов методом сварки, резки, напыления и т.п.) и т.д. [c.7] Однако эти особенности не являются важными с точки зрения принципов устройства нагревателей. [c.7] Ниже рассматриваются плазменные генераторы, характеризуемые некоторыми наиболее существенными признаками и сгруппированные по способу обдува дуги, В отдельную группу выделены многофазные плазмотроны переменного тока, поскольку оаи обладают рядом характерных особенностей. [c.7] В первых установках дугу помещали в устройства типа печей с огнеупорными керамическими футеровками (рис. 2). [c.8] На рис. 2,а схематически изображена нагревательная печь, облицованная изнутри огнеупорной футеровкой. Дуга горит между графитовыми электродами, расположенными горизонтально. Воздух подается снизу и, нагреваясь в дуге, удаляется через верхнюю часть печи. Поскольку потоками естественной и вынужденной конвекции дуга выдувается вверх, она не может устойчиво гореть при высоких скоростях обдува. Поэтому скорость газового потока так же невелика, как и при естественной конвекции. Устойчивость горения дуги несколько повышается при вертикальном расположении электродов (рис, 26), однако в этом случае при повышении скорости обдува снижается температура нагрева газа, а опорная точка дуги сдувается с торцевой поверхности верхнего электрода. Увеличить температуру нагрева газа за счет уменьшения диаметра камеры не представляется возможным из-за быстрого разрушения огнеупорной футеровки. [c.8] Один из способов обеспечения устойчивого горения длинной горизонтальной дуги приведен на рис. 2 г Электроды располагаются под крышей из огнеупорной футеровки, которая ограничивает растягивание дуги под воздействием потоков естественной конвекции. Для предохранения от разрушения футеровка обдувается потоком нагреваемого газа подвод холодного газа распределен по длине дуги. На такой длинной дуге можно существенно повысить напряжение и тем самым при заданной мощности увеличить ресурсы электродов. [c.8] Для увеличения напряжения дуги также последовательно включают два роговых разрядника, в каждом из которых дуга электромагнитными соплами вдувается кверху, но сдувание дуг предотвращается наличием огнеупорного потолка, обдуваемого потоком нагретого газа (рис. 2,д). [c.8] В роговых разрядниках силовое воздействие на дугу осуществляется ва счет ее собственного магнитного поля. Однако для этого можно использовать и внешнее поле, что позволяет растянуть дугу, повысить напряжение и увеличить площадь соприкосновения с нагреваемым газом 2-34 JJg изобракено устройство, в котором дуга движется под воздействием внешнего магнитного поля по параллельным электродам в разные стороны от центра, где установлен поджигающий стержень игольчатого типа. Газ подается снизу. По мере удлинения дуги напряжение возрастает и происходит пробой в поджигающем промежутке. Процесс периодический. [c.10] Работа устройств со слабообдуваемыми дугами не может быть высокоэффективной из-за малой скорости обдува, низких среднемассовой температуры и. скорости закалки. [c.11] В последние годы устройства оо слабообдуваемыми дугами вновь вызвали интерес, поскольку в установках с продольно- и поперечно-обдуваемыми дугами трудно достичь высоких давлений, которые требуются в некоторых случаях. [c.11] Вернуться к основной статье