Плазмотрон полый катод

Плазмотроны большой мощности (до 2000—10 ООО кет) выполняются-с магнитной или магнитно-вихревой стабилизацией дуги, схема которой показана на рисунке 3, г. Дуга 5 горит между катодом 1 и анодом 4. В этих случаях газ 2 подается в плазмотрон в осевом или тангенциальном направлениях. Для уменьшения износа электродов на приэлектродные области электрической дуги накладывается магнитное поле, создаваемое соленоидом 3. [c.18]

Рис. 2.32. Схемы привязки электрической дуги к электродам дугового плазмотрона постоянного тока а) к торцевому внутреннему катоду, заделанному в охлаждаемую медную обойму схема охлаждения катодного элемента распределение температурных полей в катодном элементе и в обойме б) к цилиндрическому аноду характер износа анода при длительной работе

Рис. 1. Схемы плазмотронов а — с подачей материала в полый катод б — с подачей материала в канал сопла / — вольфрамовый электрод 2 — медное водоохлаждаемое сопло 3 — медная трубка для подачи материала

Основными источниками света являются электрические дуги, искра, высокочастотный разряд, разряд в полом катоде, плазмотроны [c.97]

В количественном анализе, по сравнению с полуколичественным, подготовка пробы усложняется, и иногда очень сильно. Источником света для количественного анализа может быть пламя, дуговой и искровой разряд, разряд в полом катоде, а в последнее время все шире применяют плазмотрон и СВЧ-разряд. Подготовка пробы определяется, разумеется, свойствами самой пробы, но в значительной степени и применяемым источником света. Для возбуждения в менее стабильных источниках света и источниках, в которых сильнее проявляется взаимное влияние элементов на интенсивность аналитических линий, требуется более сложная подготовка пробы. Например, необходимо добавление веществ, способствующих подавлению влияния третьих элементов. При определении самых малых концентраций примесей нередко требуется предварительное обогащение пробы, для чего применяют различные методы выпаривание растворов, осаждение элементов из раствора химическими способами, отделение примесей осаждением, экстракцией, адсорбцией, электрохимическим выделением, методами хроматографии и т. п. [c.195]

Электрод с выделившимися металлами обычно непосредственно используют для получения аналитического сигнала. Если электрод выполнен в виде тонкой нити или спирали, его нагревают током до нужной температуры, после чего измеряют атомное поглощение такой электрод, например платиновую спираль, можно непосредственно вводить в пламя либо в трубчатый атомизатор. Применение трубчатых графитовых атомизаторов рассмотрено в работах [28, 29]. При иопользовании эмиссионного спектрального анализа в большинстве случаев возбуждение проводят в дуговом источнике [21, 24]. Известны примеры использования разрядной трубки с полым катодом, работающей в атмосфере гелия [22, 31], искрового разряда, плазмотрона, пламени. [c.52]

Рис. 2. Зависимость степени разложения карбонатов от мощности плазменной струи 1 — при подаче порошка в полый катод плазмотрона 2 — пр]1 подаче порошка в канал сопла плазмотрона

Существует ряд способов защиты электродов дуговых плазмотронов от износа под действием электродных пятен дуги это соответствующий режим охлаждения, тангенциальный ввод газа в камеру плазмотрона, магнитные поля соответствующей конфигурации и т. п. В настоящее время созданы плазмотроны, в которых время непрерывной работы достигает 1000 часов. Разработаны плазмотроны, в которых катод можно заменить, не прерывая работы плазмотрона существуют конструкции, в которых длину стержневого электрода можно автоматически восстанавливать по мере его расхода. [c.71]

Эрозия медного цилиндрического катода электродугового плазмотрона. Технологические эксперименты по эрозии медных цилиндрических катодов плазмотронов, разработанных Институтом теплофизики СО РАП, различного диаметра, в зависимости от силы тока без внешнего магнитного поля, показывают, что для каждого диаметра электрода существует предельная величина электрического тока — /крит- Чем больше диаметр катода, тем при большем токе может работать электрод с наименьшей эрозией. Установлено, что влияние марок меди на величину эрозии медного катода незначительно. [c.78]

Низкотемпературная плазма получается в плазмотронах — электродуговых устройствах, в которых электрическая дуга подвергается тепловому или магнитному сжатию. На рис. 460 показано принципиальное устройство плазмотрона с магнитной стабилизацией электрической дуги. Образующаяся дуга между катодом и анодом под влиянием магнитного поля перемещается вихреобразно по поверхности анода. [c.1541]

Стабилизация разряда в дуговых плазмотронах осуществляется магнитным полем, потоками газа и стенками разрядной камеры и сопла Один из распространенных способов магнитной стабилизации плазменно-струйных плазмотронов с анодом в форме кольца или тора, коаксиального катоду, состоит в создании с помощью соленоида сильного магнитного поля, перпендикулярного к плоскости анода, которое вынуждает токовый канал дуги непрерывно вращаться, обегая анод. При этом анодные и катодные пятна дуги постоянно переме- [c.444]

Разрядная камера плазмотрона состоит из двух полых медных цилиндрических электродов, между которыми расположено газоподводящее кольцо, изготовленное из изолирующего материала. Один электрод выполнен в виде стакана, другой, через который истекает плазменная струя, представляет собой трубу. Оба электрода охлаждаются снаружи водой для предотвращения разрущения их стенок. Газ через расположенное между электродами изолирующее газовое кольцо вводится в камеру тангенциально образующийся газовый вихрь обжимает дугу и вращает ее приэлектродные участки. Полярность электродов во всех экспериментах оставалась неизменной закрытый электрод является катодом, открытый — анодом. Подогреватель подключен к источнику электроснабжения постоянного тока с напряжением 825 в и номинальным током 1500 а. [c.56]

Электронно-лучевые нагреватели. Металлургические плазмотроны постоянного тока в диапазоне среднего вакуума, в отличие от плазмотронов высокого давления обратной полярности, имеют основной статьей энергобаланса энергию, передаваемую аноду — заземленной ванне металла, нагреваемого в результате бомбардировки последнего потоком электронов. Конвективный перенос тепла от столба вакуумного разряда сравнительно невелик, потери тепла за счет излучения и теплопроводности играют второстепенную роль в вакуумном разряде с протяженным разрядным промежутком, который необходим для организации рафинировочного процесса в металлургической вакуумной печи. В таких разрядах сохраняется аналогия с электронно-лучевыми установками, поскольку в электрическом вакуумном разряде перенос энергии к заземленному электроду осугцествляется направленным, практически бесстолкновительпым пучком электронов. Формирование пучка в диапазоне среднего вакуума осуществляют с помощью плазменного полого катода, схема и принцип работы которого приведены на рис. 6.13. Источник [c.306]

Схемы нагрева металлов в электронно-плазменных установках в определенной степени аналогичны схемам нагрева в электроннолучевых установках. На рис. 6.17 даны принципиальные схемы плавильного узла для рафинирования слитков чернового урана, полученного в установках плазменно-карботермического восстановления урана из оксидного сырья. На рис. 6.17, а показана схема рафинировочной печи с одним слитком 2 и двумя плазменно-лучевыми плазмотронами с полыми катодами 1. Слиток движется в зону неренлава горизонтально со врагцением горизонтально расположенный плазмотрон работает на торец слитка, вертикально расположенный — на боковую поверхность его торцевой части для равномерности обработки слиток вращается. Металл сливается в кристаллизатор 3 и застывает, образуя новый слиток. Кристаллизатор может быть снабжен механизмом вытяжки слитка. [c.313]

Часто считают, что по этой причине электродуговые плазмотроны непригодны для получения чистых и особо чистых веществ. Однако правильным выбором материала электродов и конструкции плазмотрона можно значительно расширить область его применения. Например, если при синтезе чистой а-А Оз использовать плазмотроны с полыми катодами [4] и анодами [4], изготовленными из алюминия, то плазмотрон практически не окажет влияния на лримесный состав продукта. [c.109]

Разложение СО исследовали в многочисленных экспериментах в различных разрядных системах. В термодинамически квазиравновесной плазме электродуго-вых плазмотронов предельная энергетическая эффективность составляет 15%, а теоретически предельный КПД процесса (2.81) — 43% (рис. 2.2). Повышение КПД возможно, ксак это уже обсуждалось выше, лишь при переходе к неравновесным системам, где основная доля разрядного энерговклада может локализоваться на выделенных каналах химического процесса. В стационарном варианте неравновесные условия наиболее просто реализуются в системах низкого давления. Однако относительно высокое обычно значение Е/р в этих системах приводит преимущественно к диссоциации через электронное возбуждение, что снижает энергетический выхбд процесса (рис. 2.3, 2.4), Так, энергетическая эффективность тлеющего разряда (в частности, с полым катодом) составляет 0,6 — 8%. [c.52]

Плазмотроны с осевой стабилизацией дуги а — со штыревым катодом и дугой, замыкающейся на солло б — то же. с вынесенной дугой в — однокамерный г — двухкамерный (с двусторонним истечением плазмы) плазмотроны с газовым потоком, пересекающим дугу д — с коаксиальными электродами е — Е ысокочастотный ж — сверхвысокочастотный I — дуга 2 — электроды 3 — поток газа 4 — факел плазмы 5 — изоляционная вставка 6 — катушка дли создания магнитного поля 7— индуктор — ВЧ или СВЧ-разряд 5 —корпус /О — волновод кварцевая трубка [c.331]

Выходной электрод (нри прямой полярности — анод) изготавливается из меди или сплава на ее основе и имеет вид гладкого цилиндра. Выбор материала внутреннего электрода определяется разновидностью плазмотрона. В первом варианте плазмотрона стаканообразный электрод изготавливают из того же материала, что и выходной. Во втором и третьем вариантах при токах до 300 А в воздушной среде в качестве материала торцевого электрода используют цирконий и гафний. При токах выше 300 А катод выполняют из вольфрама, активированного оксидами тория или лантана (для уменьшения работы выхода электрона). Магнитное поле, создаваемое соленоидом, служит для враш,ения радиального участка дуги во внутренней полости выходного электрода с целью уменьшения времени контакта дуги с электродом и снижения его эрозии. [c.50]

Плазмотрон фирмы Хюльс (Huis) (рис. 2.17). Плазмотрон косвенного действия с двумя полыми электродами различного диаметра диаметр медного входного электрода (катода) больше, чем диаметр анода, вынолненного из стали. Плазмообразующий газ вводят [c.58]

Плазмотрон фирмы Вестингауз (Westinghouse) (рис. 2.20). Плазмотрон косвенного действия, работает и на переменном, и на постоянном токе. Выходной электрод (анод) имеет диаметр меньше, чем диаметр фронтального электрода (катода). Оба конца дуги вращаются в магнитном поле. Электрическая мощность изменяется в интервале 150 -Ь 2000 кВт, напряжение на электродах 500 -Ь 1000 В, электрический ток — 300 -Ь 2000 А. [c.59]

В плазмотронах повышенного давления контрагирование пятна дуги увеличивается, что ведет к увеличению плотности тепловых потоков в пятне и, следовательно, к увеличению эрозии. Это особенно проявляется в катодах со стационарными пятнами (термо- и термохимические катоды). Для электродов с нестационарными пятнами ситуация лучше. Действительно, уменьшение диаметра пятна б пят ведет, с одной стороны, к увеличению плотности теплового потока, с другой, — к уменьшению времени воздействия его на поверхность электрода, что частично компенсирует отрицательное влияние давления. Кроме того, есть и независимый фактор — скорость перемещения пятна под воздействием аэродинамических и магнитных сил. Цилиндрические электроды открывают перед конструкторами широкое поле деятельности, позволяя реализовать различные схемы плазмотронов. Величина удельной эрозии холодных электродов сильно зависит от полярности и внешних воздействий. На рис. 11.20 приведена статистика удельной эрозии [c.587]

Синтез окиси азота в воздушной плазме. Для исследований был использован плазмотрон, схема которого представлена на рис. 21. Катод изготовлен из вольфрама, аноды — из меди. Электроды охлаждались водой. Для стабилизации электрической дуги применялась электромагнитная катушка (8000 а-витков). Основной поток плазмообразующего газа (воздух) подавался в электродуговую камеру плазмотрона через завихритель, который имел два р яда отверстий — осевых и тангенциальных. Изменение соотношения площадей осевых и тангенциальных отверстий завихрителя значительно влияло на электрическую характеристику плазмотрона. Направление действия магнитного поля магнитной катушки на электрическую дугу совпадало с направлением тангенциальной подачи газа в плазмОтрок. Последний имел следующие параметры электрической дуги напряжение 160—196 е, сила тока — 160 — 295 а. Тепловой коэффициент полезного действия плазмотрона изменялся от 0,58 до 0,74 в зависимости от параметров электрической дуги и расхода плазмообразующего газа. Расход плазмообразующего газа составлял 10,4 и [c.88]

В 1963 г. компанией Дюпон была пущена электродуговая установка для конверсии углеводородного сырья в ацетилен, производительностью около 20 тыс. т СаН в год [130]. В установке применен плазмотрон с расходуемым графитовым катодом и цилиндрическим водоохлаждаемым медным анодом. Для вращения дуги со скоростью 8000 об1мин используется магнитное поле. Питание осуществляется постоянным током 1000 а при напряжении 335 в. Производительность реактора — 54 кг метана в час. Содержание ацетилена в продуктах реакции достигает 18%. На производство 1 кг ацетилена расходуется 10,6 кет ч (без расхода энергии на выделение ацетилена). [c.127]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология