Принцип работы плазмотрона

Принцип работы плазмотрона [c.52]

Принцип работы плазмотрона заключается в следующем. Два электрода, между которыми зажигается сильноточный дуговой разряд, помещаются в специальную камеру. Через эту камеру с большой скоростью протекает газ. Таким газом может быть [c.52]

Принцип действия плазматрона состоит в том, что при охлаждении поверхностного слоя облака дугового разряда происходит сжатие разрядного шнура дуги, в результате чего увеличивается плотность тока в ней. Это достигается помещением графитовых или тугоплавких электродов в камеру, в которую вводят струю инертного газа в направлении касательных к камере. Механизм работы плазмотрона ясен из рис. 30.9. В горящую дугу вводят аэрозоль анализируемого раствора. Вихреобразные струи инертного 1 аза охлаждают снаружи облако разряда и выносят образуемую плазму через отверстие в катоде в виде светящейся струи длиной 10—15 мм. По мере увеличения скорости потока через выходное отверстие возрастает электропроводность струи, что приводит к повышению плотности тока и увеличению температуры [c.663]

Разработка и испытания металлодиэлектрического реактора для получения карбида бора и родственных соединений в высокочастотных индукционных установках Плутон . По результатам испытаний высокочастотной установки Плутон-2 выяснилась ненадежность реактора, выполненного из диэлектрических материалов. Для стабильной работы установок Плутон оказалось необходимым заменить реактор из диэлектрического материала на комбинированный металлодиэлектрический реактор, принцип работы которого аналогичен таковому для комбинированных высокочастотных плазмотронов, описанных в гл. 2. Для того чтобы определить принципиальные параметры взаимодействия высокочастотного генератора с нагрузкой, проведено исследование взаимодействия электромагнитного поля с веществом, которое находится в металлической камере, выполненной из немагнитного металла, снабженной разрезами и помещенной внутри индуктора высокочастотного генератора. Схема эксперимента в общем виде показана на рис. 7.25. Задача эксперимента состояла в том, чтобы выяснить, как наведенная высокочастотным полем в веществе электрическая мощность зависит от параметров камеры (количества, [c.367]

Принципы работы водопарового плазмотрона. 575 [c.575]

Надежно работающие плазмотроны ВЧ-И появились в 60-х годах и основаны на вихревой газовой стабилизации разряда (впервые они были предложены еще в 1942 г. Г. И. Баба-том). Принцип работы этих плазмотронов таков при помещении плазмы (полученной с помощью специального устройства, срабатывающего при включении плазмотрона), обладающей конечной и зависящей от ее параметров проводимостью, в ВЧ-поле в поверхностном слое (скин-слое) возникают вихре- [c.297]

Высокочастотные индукционные (ВЧИ) плазмотроны являются наиболее распространенными из безэлектродных плазмотронов. Их отличает высокая надежность в эксплуатации, относительная простота конструкции и боль-щой ресурс работы. Принцип действия их основан на возбуждении разряда специальным индуктором в виде многовитковой катущки, выполненной из медной водоохлаждаемой трубки. Внутрь индуктора вставлена разрядная камера, в которой возбуждается разряд. Материал разрядной камеры должен быть прозрачным для ВЧ-электромагнитного поля, обычно это кварц. На рис. 4.6.3 показана конструкция металлургического ВЧИ-плазмотрона с кварцевой разрядной камерой, описанной в [37]. [c.445]

Выбор генератора плазмы для осуществления данного плазмохимического процесса определяется термодинамическими и кинетическими особенностями этого процесса. Ввиду большого разнообразия возможных плазмохимических процессов для их осуществления требуются генераторы плазмы самых разнообразных типов. С точки зрения организации промышленных многотоннажных плазмохимических процессов наиболее перспективными считаются в настоящее время электродуговые плазмотроны постоянного и переменного тока (промышленной частоты). Достигнутый уровень мощности таких плазмотронов составляет в настоящее время 10 МВт при ресурсе работы 200—300 ч и КПД 0,8. Конструкция этих плазмотронов допускает работу нескольких плазмотронов на общий канал плазмохимического реактора с соответствующим увеличением вкладываемой в плазму мощности. В том случае, когда недопустимо загрязнение плазмы материалами эрозии электродов, имеющее место в электродных дуговых плазмотронах, весьма перспективными генераторами плазмы могут служить безэлектродные ВЧ- и СВЧ-плазмотроны. Хотя достигнутый уровень мощности таких плазмотронов сравнительно невелик (ВЧ-плазмотроны — не более 0,5 МВт, СВЧ — не более 0,05 МВт) и КПД не превышает в лучшем случае 60%, они успешно конкурируют с дуговыми плазмотронами в тех производствах, где важнейшим фактором является стерильность генерируемой плазмы. Кроме того, следует отметить, что ресурс работы таких плазмотронов в принципе всегда превышает ресурс работы дуговых плазмотронов (по крайней мере в настоящее время). [c.6]

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]

Материаловедческий подход к решению проблемы повьппе-ния ресурса работы анодов электродуговых плазмотронов. Поскольку полностью подавить эрозию электродов электродуговых плазмотронов невозможно в принципе, а перечисленные выше инженернотехнологические решения достигают более или менее приемлемого ресурса работы только для катода, то, по нашему мнению, наиболее радикальным решением проблемы ресурса работы анодов электродуговых плазмотронов является материаловедческий подход — улучшение сопротивляемости анодного материала термическому действию электрической дуги и коррозионно-активному влиянию плазменной среды, особенно при наличие даже следовых количеств кислородсодержащих газов. Хорошо известен чисто металлургический прием при решении проблемы улучшения свойств материалов — легирование основного материала различными добавками. Этот прием развит и в данном случае разработана технология легирования меди некоторыми металлами, существенно улучшающими ее свойства [13. Например, легирование цирконием и хромом повышает прочность материала анода и его устойчивость к окислительной коррозии при высоких температурах. Легирование меди серебром также резко повышает стойкость материала анода к окислительной коррозии даже в том случае, когда плазмотрон работает на чистом кислороде. Перспективы данного направления пока далеко пе исчерпаны, имеются лишь отрывочные сведения, показывающие большие возможности метода легирования. Так, известно [13], что трубчатый медный электрод дугового плазмотрона, легированный 2 % циркония и имеющий диаметр 2,5 см, работал на токе 4500 А в воздушной среде в течение 200 часов и не разрушился. Для обычного анода, выполненного из меди, это было бы непосильной задачей. [c.90]

Для того чтобы и решить проблемы чистоты оксидных материалов по примесям, и снизить скорость материальных потоков в плазменном реакторе, целесообразно заменить электродуговой плазмотрон безэлектродным высокочастотным индукционным или микроволновым. Использование высокочастотного индукционного плазмотрона на индустриальном уровне проблематично из-за ненадежности диэлектрических материалов в качестве материала плазмотрона. Комбинированные металло-диэлектрические плазмотроны в принципе применимы, по сложности герметизации па границе металл-диэлектрик, отягош,енные спецификой работы с плутонием, также обеш,ают много проблем при работе плазменной установки в промышленных условиях. [c.257]

При использовании цельнометаллических микроволновых плазменных реакторов, оборудованных одним или более плазмотронами (см. схему на рис. 2.48), которые работают при давлении 100—160 кПа, можно получать ядерные и прочие материалы, имеющие уровень чистоты но примесям, соответствующий чистоте сырья. Схема плазменной микроволновой установки в ядерно-безопасном исполнении для разложения смесевых нитратных растворов обогащенного но изотопу и-235, урана и плутония, урана и тория и других элементов показана па рис. 5.5. В принципе она работает по той же схеме, что и электроду-говая плазменная установка на рис. 4.20. Разница заключается лишь в способе генерации плазмы несколько микроволновых генераторов плазмы 1 генерируют потоки электромагнитной энергии (волна Я01), которые движутся через диэлектрические развязки 3 и преобразуются при входе в круглый волновод 4 в электромагнитную волну Нц. Частота генераторов 2450 МГц, прямоугольные волноводы имеют сечения 12 х 4 см, удовлетворяющие требованиям ядерной безопасности. Разряд, стабилизированный тангенциальным потоком воздуха, возникает в круглом волноводе, который после ввода сырья превращается в плазменный реактор. Поток воздуха подают в круглый волновод компрессором 6 через фильтр 5. Раствор вводят в плоскости, расположенной слегка ниже ввода прямоугольных волноводов 2 в круглый волновод, из танка 8 через коллектор 7, в котором находится несколько ультразвуковых распылителей раствора. Размер с частиц, генерируемых ультразвуковым распылителем раствора, определяется соотношением [c.259]