Газовая стабилизация дуги

Газовая стабилизация дуги. Принципиальная схема электродугового подогревателя с газовой стабилизацией разряда показана на рис. 11.2. Разряд устанавливается между задним электродом и [c.26]

Методы стабилизации дуги. В плазмотронах применяют различные способы стабилизации электрической дуги стенками электродуговой камеры, газовым слоем, вихревым, магнитно-вихревым и магнитным газовыми потоками. [c.17]

Плазмотроны выполняют со стержневыми, трубчатыми или кольцевыми электродами, как правило, охлаждаемыми водой. Они могут работать при различных давлениях газа в дуговой камере вплоть до грубого вакуума (выхлоп в вакуумную камеру). Характерным является сжатие дуги по оси газовой струи (газовая стабилизация), что обусловливает резкое увеличение температуры в канале дуги и плазменной струи (до 10 000—15000°С и выше). В некоторых случаях стабилизация дуги осуществляется магнитным полем. [c.5]

Плазменные горелки со стабилизацией дуги водой уступают по эксплуатационным характеристикам горелкам с продольно-газовым обдувом дуги, поэтому они не получили распространения. [c.27]

Авторы проводили эксперименты на пилотной установке, технологическая схема которой представлена на рис. 37. Установка включала следующие основные узлы плазмотрон 3, холодильники 4ш 6, поглотитель 5, питатель углерода 2, ротаметры 1, газовые баллоны 8 и пробоотборник 7. В экспериментах применялся плазмотрон постоянного тока с магнитно-вихревой стабилизацией дуги. Катодом слу кил водоохлаждаемый стержень из вольфрама, анодами — медные водоохлаждаемые сопла. Электрическая схема обеспечивала возможность работы с двумя анодами. [c.143]

Генераторы плазмы с газовой стабилизацией дуги по своей природе являются высоковольтными устройствами и работают главным образом от выпрямителей переменного тока. Они позволяют получать газовые потоки с большими энтальпиями, чем электродуговые подогреватели с магнитной стабилизацией разряда, и в случае работы при давлениях около 10 атм к. п. д. их близок к 75%. С повышением рабочего давления к. п. д. таких подогревателей уменьшается, но не столь сильно, как в случае подогревателей с магнитной стабилизацией разряда. [c.28]

Стабилизация разряда стенками разрядной камеры. Последний способ стабилизации разряда в тепловых генераторах плазмы состоит в стабилизации стенками (рис. П.З). Дуга устанавливается между катодом и анодом, положение которого фиксируется. Между электродами помещается несколько цилиндрических водоохлаждаемых электрически изолированных от электродов вставок. Так фиксируется положение конца дуги. Описанная ситуация отличается от той, которая возникает при газовой стабилизации дуги, показанной на рис. П.2, когда ничего не делается для фиксации положения конца дуги в сопловом электроде. В канале заданного диаметра можно найти такую точку 2 на его оси, в которой вкладываемая мощность на единицу длины канала полностью передается [c.28]

Рассмотрим явление сжатия дуги магнитным полем проходящего по ней тока. Радиальное магнитное давление в столбе дуги на ее оси определяется выражением (1-60), а сила давления по оси столба — формулой (1-62). Для дуги с током 30 ка эти формулы дают / акс = = 13 Г/см и =4,59 кГ. Для газового проводника боковое давление порядка 10 Г/смР является значительным. Как известно, сжатие дуги приводит к повыщению ее температуры, и этот эффект создает дополнительные условия для стабилизации дуги, выравнивая давление газа в столбе и препятствуя уходу из него ионов. [c.123]

Плазменный реактор состоит в основном из цилиндрической камеры, изготовленной из металла или стекла (в последнем случае возможно визуальное наблюдение [35]). Находящийся внутри камеры пруток электрода расположен перпендикулярно второму - лектроду—пластине, образующей один из торцов камеры. В электроде-пластине непосредственно против электрода-прутка находится отверстие, через которое струя плазмы выходит из камеры. Струя плазмы образуется средой, используемой для стабилизации дуги. Хотя для стабилизации можно использовать жидкость, в больщинстве -применяемых в настоящее время плазменных реакторов дуга стабилизирована газом. Обычно для этого используют конструкции с завихренным потоком газа или газовой оболочкой. Эти реакторы наряду с реакторами других типов будут подробнее описаны дальше после краткого рассмотрения принципа жидкостной стабилизации дуги. [c.324]

Для стабилизации дуги ее плазму можно охлаждать с помощью охлаждаемых дисков с концентрическими отверстиями (каскадная дуга) или комбинацией охлаждаемых дисков и газового потока (плазменная горелка). Однако такие источники света оказались удобными, если порошки или растворы вводить в иих непрерывным способом. Поэтому они будут обсуждаться в соответствующих разделах (разд. 3.3.7 и 3.4.6). [c.130]

Газовая стабилизация разряда осуществляется путем тангенциальной подачи стабилизирующего газа в разрядный промежуток, при этом горячая дуга оттесняется от стенок разрядной камеры, предохраняя последнюю от чрезмерного нагрева и разрушения. Однако при вихревой стабилизации дугового разряда происходит и некоторое сжатие потока плазмы, что ведет к уменьшению обьема реакционной зоны, поэтому в некоторых случаях стабилизирующий газовый поток не закручивают, а направляют параллельно столбу дуги. Обычно стабилизирующий газ одновременно является и плазмообразующим веществом. Пример расчета дугового плазмотрона линейной схемы рассмотрен в [30]. [c.444]

В электродуговых подогревателях со стабилизацией разряда газовым потоком дуга обычно располагается в цилиндрическом канале, который является одним из электродов и по которому движется газ (или смесь газов) [1—3]. Второй электрод устанавливается иа оси капала. [c.107]

В таких схемах газовая стабилизация (сжатие) дугового разряда на начальном участке течения (вблизи стержневого электрода) и стабилизация стенками канала на установившемся участке приводит к ограничению поперечных размеров ствола и, как следствие, к увеличению плотности тока в дуге и высокому уровню температур нагреваемого газа. На начальном участке, где поперечные размеры сечения ствола резко меняются, основную роль в теплопередаче играют конвективные процессы, которые должны быть учтены при построении расчетных моделей ствола. Известные экспериментальные данные и оценки характера течения газовой плазмы [1, 2, 3] позволяют считать, что практически во всей проводящей области ствола дуги на начальном участке даже при значительных расходах газа реализуется ламинарное течение, в окружающей дугу области при относительно малых расходах газа — ламинарное, а при больших — турбулентное течение. [c.120]

Другой способ, свободный от указанных выше недостатков,— использование такого приспособления, для обдува дуги, которое предотвращало бы проникновение воздуха в. разряд без применения дополнительных защитных камер. Отметим две удачные конструкции подобного рода. В первой [1249] попадание воздуха Исключается благодаря ламинарности потока газа, обдувающего разряд. Ламинарность потока обеспечивается конической формой. камеры, через которую газ подается в цилиндрическую трубку, окружающую нижний электрод с пробой (рис. 53, а). Во второй конструкции [986] основной турбулентный поток газа, стабилизирующий разряд, защищен снаружи от проникновения в него окружающего воздуха дополнительным медленным ламинарным потоком аргона (рис. 53, б). При использовании для стабилизации разряда аргона или другого инертного газа либо смеси этого газа с кислородом оба приспособления позволяют получить спектр угольной дуги, практически свободный от полос N, N2, N0. Такого же результата достигают и црименением простого приспособления [1297], позволяющего легко варьировать состав газовой смеси, стабилизирующей разряд. [c.158]

Эта модель представляет собой видоизменение модели со стабилизацией газовым потоком, в которой дуга не попадает в полое сопло [c.331]

Схема плазмотрона со стабилизацией электрической дуги стенками камеры изображена на рис. 3, а. В этом случае диаметр анода 4 делается соизмеримым с диаметром дуги 3. Газовый поток 7 подается в плазмотрон в осевом направлении, омывая катод 2. Газ поступает в электрическую дугу плазмотрона, где за счет джоулева тепла дуги нагревается до плазменных температур. [c.17]

В схеме плазмотрона со стабилизацией электрической дуги газовым слоем (рис. 3, б) электроды 2, 4 изготавливают такой конфигурации, чтобы газовый поток 1 [c.17]

Способы стабилизации электрической дуги стенками электродуговой камеры или же газовым слоем эффективны лишь в плазмотронах малой мощности (до 200 кет) с рабочим током 300—500 а. [c.18]

Для стабилизации газового потока и уменьшения эрозии электродов производилось вращение анодного пятна электрической дуги по поверхности сопла постоянным [c.129]

Создание длинных газовых разрядных промежутков также при известных условиях является выгодным с точки зрения стабилизации горения дуги. [c.386]

Тепловые электродуговые подогреватели можно подразделить на три типа, отличающиеся друг от друга способом стабилизации дугового разряда. Под стабилизацией столба дуги или разряда понимают процесс, в котором столб устанавливается или локализуется в области между электродами. Существуют три основных метода стабилизации разряда магнитный, газовый и метод стабилизации стенками разрядной камеры. [c.25]

Исследования проводили на плазмохимической лабораторной установке с плазмотроном одностороннего истечения и вихревой газовой стабилизацией дуги мощностью 30-50 квт (рис. 30), реактор выполнен в виде секционированного цилиндрического канала"диаметром 20 мм. Мелкодисперсное сырье подавалось из питателя транспортирующим газом на срез сопла плазмотрона перпендикулярно оси струи. Пробу газа на анализ отбирали вакуумным насосом через охлаждаемый водой отборник и подавали через емкости с раствором поглотителя в мерную емкость для определения объема отобранного на анализ газа. Анализ пятиокиси фосфора, сконденсированной в системе отбора, осуществляли фотокалориметрическим методом. [c.65]

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]

Подача газа обеспечивается от газовых баллонов вместимостью 40 л. Газ из баллона поступает в ротаметр с входным и выходным регулпрованнымп вентилями и далее иодается в плазмотрон. Подача газа в разрядную зону осуществляется через тангенциальный завихритель для стабилизации дуги на оси анода и теплоизоляции апода. Электрическая дуга иод действием динамического напора газового потока растягивается и обеспечивает питеисивпый иагрев газа. На выходе из соила апода плазмотрона образуется высокотемпературный газовый [c.468]

Различные конструкции приспособлений для обдува дуги по-, током газз позволяют работать как с воздушными потоками, так и с потоками других газов. Невоздушные газовые потоки используют не только для пространственной стабилизации дуги, но и для оптимизации других условий определения следов элементов (см. 4.5.3). Надежная необходимая изоляция разряда от окружающего дугу воздуха достигается двумя способами. Первый заключается в помещении дуги, обдуваемой невоздушным потоком, в специальную защитную (обычно кварцевую) камеру с окошком для выпуска регистрируемого излучения [831, 1038]. Недостатком способа является нарушение нормального переноса паров пробы вдоль разрядного промежутка, приводящее к уменьшению концентрации частиц элементов в облаке дуги, к осаждению частиц пробы на стенках и окошке камеры, а при очень больших скоростях газового потока и к ухудшению стабилизации разряда. [c.158]

Различные конструкции приспособлений для обдува дуги потоком газа позволяют работать как с воздушными потоками, так и с потоками других газов. Невоздушные газовые потоки используют не только для пространственной стабилизации дуги, но и для оптимизации других условий определения следов элементов (см. [c.158]

Выполненные оценки распределения концентраций возбужденных частиц в рекомбинирующей плазме аргона (рис. 7) показывают, что концентрации N (АП4р) крайне чувствительны к распределению Те и очень сильно отличаются от равновесных. Распределение Пе и релаксация Те в струях исследовались экспериментально. Эксперименты проводились в аэродинамической установке низкой плотности, описанной в [6, 8, 10]. В качестве генератора плазмы использовался плазмотрон постоянного тока со стабилизацией дуги газовым слоем [19]. Струя истекала через [c.205]

Исследования, посвященные этому вопросу, велись в основном с высоковольтной дугой при пониженном давлении, а также с использованием специальной аппаратуры, совмещающей в себе принцип стабилизации дуги за счет -ее растяжения потоком газа с одновременным вращением дуги магнитным полем. При пониженном давлении (50 мм рт. ст.) можно добиться [55] почти полного превращения ацетилена в H N в том случае, если содержание его в газовой смеси не превышает 2%, однако выход по энергии составляет при этом всего 1,2 г H N/квга-ч. Впрочем, по другим данным, относящимся к смеси СН4 и N2 в соотношении 1 5, под давлением 10Q мм рт. ст., можно получить значительно лучший выход — около 7 г H N/квт-ч. [c.398]

Другие исследования [36—38] показывают, что на длину дуги в плазмотронах с вихревой газовой стабилизацией влияет множество факторов диаметр электрода, турбулизация потока, излучение дуги, внешние магнитные поля и т. п. Это приводит к тому, что в зависимости от режима работы установки напряжение может как увеличиваться, так и уменьшаться с ростом давления [37]. Поэтому критерия Кнудсеиа оказывается недостаточно для учета комплекса процессов, влияющих на д.пи1 у дуги [36]. В то же время никаких дополнительных критериев предложено не было, и авторы работ [36—39] наряду с комплексами ввели в формулы диаметр электрода 1, который, по их мнению, представлял отсутствующие неизвестные критерии. В частности, в работе [36] для плазмотронов с вихревой воздушгюй стабилизацией была предложена формула [c.177]

Как следует из рис. II. 1, максимальные энтальпии газа в генераторах с магнитной стабилизацией дуги достигают величин 2000 ккал кг [2, 4]. Столь низкие значения энтальпии газа, получаемые в таких подогревателях, объясняются плохой связью разряда с газовым потоком однако попытки интенсификации процесса передачи энергии от столба дуги к потоку газа не делались. Электродуговые подогреватели с самоиндуцированным магнитным полем работают на токах от 10 ООО до 20 ООО а [2] такие большие величины токов необходимы для вращения дуги. Установка НАСА в Лэнгли [4] работала при максимальных напряженностях внешнего магнитного [c.26]

Генераторы плазмы с магнитной стабилизацией разряда являются относительно эффективными (к. п. д. более 50%) низкоэнтальпий-ными ( 2000 ккал1кг) газовыми подогревателями в случае работы в в диапазоне от 1 до 10 атж. При больших давлениях ( 100 атм) эффективность таких генераторов резко падает (к. п. д. менее 10%) в связи с ростом радиационных потерь из дугового столба и потерь в процессах теплопроводности и конвекции к электродам Описанный принцип нагрева газа используется в генераторах плазмы постоянного [2] и переменного тока [31. По сравнению с генераторами плазмы, в которых применяются другие схемы электродугового нагрева, подогреватель с магнитной стабилизацией дуги работает при относительно высоких токах и низких напряжениях и для его Питания хорошо подходят низковольтные батареи. [c.26]

Рис. 7.1. Схемы электродуговых плазмотронов с газовой стабилизацией и са-моустанавливающейся длиной дуги (а) и с фиксированной длиной дуги с секционированной межэлектродной вставкой (б)

Надежная необходимая изоляция разряда от окружающего дугу воздуха достигается двумя способами. Первый заключается в помещении дуги, обдуваемой невоздушным потоком, в специаль-лую защитную (обычно кварцевую) камеру с окошком для выпуска регистрируемого излучения [831, 1038]. Недостатком способа является нарушение нормального переноса паров пробы вдоль разрядного промежутка, приводящее к уменьшению концентрации частиц элементов в облаке дуги, к осаждению частиц пробы на стенках и окошке камеры, а при очень больших скоростях газового потока и к ухудшению стабилизации разряда. [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология