ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нагреватели с продольно-обдуваемыми дугами из "По отдельным производствам химической Промышлености выпуск 15" Отличительные особенности нагревателей этого типа - высокие ско ости движения дуги под воздействием внешнего магнитного поля и малые размеры разрядных камер, благодаря чему весь газ продувается через дуговой разряд и нагревается до высокой температуры. [c.11] В современных установках применяется внутреннее охлаждение электродов водой, циркулирующей по зазору между электродами и корпусо . со етсоростью несколько метров в секунду. Электроды, как правило, изготовляются из меди толщиной О,5-1,О см. Примером описанной установки является плазмотрон мощностью 4000 квт (рис. 5, бУ . [c.13] Б сильных магнитных полях диффузная дуга может возникать даже при больших давлениях, например, ее наблюдают при Р 70 ат.. Напряжение на дуге обычно не превышает 500-600 в и почти не зависит от силы тока оно несколько возрастает с увеличением расхода газа и магнитной индукции. Плазмотроны с концентрическими электродами обладают рядом недостатков. Во-первых, увеличение мощности при относительно низком напряжении дуги достигается за счет возрастания тока, что приводит к снижению к.п.д. и срока службы плазмотрона Ток может колебаться в широких пределах, вызывая колебания параметров установки. При большой мощности стабилизация тока сопряжена со значительным усложнением и удорожанием системы электроснабжения. В случав диффузной дуги зависимость напряжения от магнитной индукции усиливается, что можно использовать при создании плазмотрона с восходящей волы-амперной характеристикой, включая соленоид последовательно с дугой. Такой плазмотрон можно подключать к обычному источнику напряжения с жесткой внешней характеристикой. [c.15] Коэффициент полезного действия плазмотронов с концентрическими электродами зависит от режима работы. При низких температуре и давлении к.п.д. может достигать 80%, но с ростом температуры и давления р 8Ко падает. [c.15] На рис. 8,а в качестве примера приведена зависимость к.и.д. от кощности для азотного плазмотрона со стержневым катодом . Ках видно И8 рисунка. [c.15] Плазмотроны с кольцевыми, электродами (рис, 4, в) по характеру работы близки к нагревателям с концентрическими электродами. [c.17] Плазмотроны с продольным (продольно-вихревым) газовым обдувом дуги (рис, 10) наиболее распространены и разнообразны по конструкции . [c.17] Температура нагрева газа повышается с увеличением интенсивности обдува дуги, но при этом необходимо уменьшить диаметр трубы, в которой горит дуга, что связано с усилением отвода тепла к стенкам. В этих условиях керамические огнеупорные материалы разрушаются (под действием высокой температуры) и требуются материалы с высокой теплопроводностью. Охлаждая тонкую теплопроводную стенку снаружи водой, можно даже при боль- их тепловых потоках поддерживать температуру внутренней поверхности стевки ниже точки плавления материала. [c.17] Наиболее доступным электродным материалом является графит, который можно использовать для изготовления стержневых электродов. Если выходной электрод, которому придается форма цилиндра или профилированной шайбы также изготавливать из графита, то отверстие в нем быстро сгорает и требуется его смена. Поскольку в случае использования тугоплавких электродов анод изнашивается быстрее, в таких установках стержневой электрод делают положительным, а цилиндрический отрицательным. [c.19] Для устранения указанного недостатка в установках применяют два стержневых электрода (рис, 12,6) .. Установка состоит из двух вихревых камер, расположенной между ними смесительной камеры с выходным соплом и двух электродных камер с графитовыми стержневыми электродами. Плазмотрон рассматриваемого типа получил название тандем , поскольку в нем последовательно размещены два одноструйных плазмотрона. Достоинством его является удвоенное напряжение дуги по сравнению с плазмотронами, имеющими один стержневой и один цилиндрический электроды. Существенным преимуществом тандем-плазмотрона является также боковой выход струи нагретого газа, благодаря чему устраняется закрутка газового потока. Этот метод можно использовать для ликвидации закрутки и в других типах плазмотронов, помещая смесительную камеру с боковым соплом на выходе из нагревателя. Однако при этом в камере нет дополнительного подогрева газа электрической дугой и снижается к.п.д. установки. В тандем-плазмотроне этого, не происходит, поскольку дуга горит и в смесительной камере . [c.19] Недостатком тавдем-плазмотрона данного типа является сброс части нагретого газа в атмосферу, что снижает к.п.д, установки. Однако, если продукты выгорания электродов не влияют на химический состав получаемого вещества, то это несущественно. Иногда износ электродов даже полезен для процесса, например, при электрокрекинге углеводородов В этом случав применение тандем-плазмотрона позволяет повысить к.п.д. установки. [c.20] Недостатком рассматриваемой схемы является неравномерное выгорание электродов, поскольку полярность их различна, что устраняется при подаче электродов с разной скоростью. [c.20] Проникающую дугу иожво создать при использовании переменного. ока 169, 0. [c.21] Разработаны конструкции горелки с выносным электродом, в качестве которого может использоваться сварочный пруток или обрабатнваемая деталь (рис. 10,6) Такая же схема применяется при плазменном переплаве металлов переплавленный металл служит расходуемым выносным элевтродои. [c.21] Используя тугоплавкие электроды, можно сконструировать плазмотрон по схеме тандем. Суок службы такой установки, чистота плазш и к.п.д. будут выше, чем в, случае использования графитовых электродов Аналогичным образом можно создать плазмотрон двухстороннего истечения. Однако при этом повысится износ стержневых тугоплавких электродов под действием плазменных струй. [c.21] При работе с агрессивными газани (например, кислородом) вольфрамовый катод подвергается химической эрозии. В таких случаях катод делают из циркония или гафния или же вольфрамовый стержень защищают завесой инертного газа (обычно аргоном, иногда водородом). [c.21] Вернуться к основной статье