Магнитная стабилизация дуги

Рис. 11.1. Схема электродугового подогревателя с магнитной стабилизацией дуги. Диапазон изменения рабочих параметров максимальная энтальпия газа 2000 ккап1кг, давление от 1 до 100 атм, сила тока 20 ООО а, напряжение 1000 в (максимальное), пиковая мощность от 10 до 20 мгвт.

ПЛАЗМОТРОН с МАГНИТНОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ДУГИ [c.62]

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]

Стабилизация дуги может быть достигнута и обжатием ее магнитным полем (рис. 4.26, в). [c.241]

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]

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]

В. С. Кисель, Б. А. Урюков, В. И. Ядров разработали критериальный метод расчета коаксиальных плазмотронов с магнитной стабилизацией дуги [51, 52]. Вольтамперные характеристики дуги такого плазмотрона описываются в общем виде формулой [c.34]

На основе того же принципа авторы работы [89] создали несколько иную конструкцию, отличающуюся тщательной локализацией дуги между катодом и вольфрамовым анодом. Магнитная стабилизация дуги осуществляется с помощью соленоида с осевым полем 1 кГс. Сопло помещается в центр катушки, и изменение магнитного поля сильно влияет на расходимость светящегося плазменного потока. Обнаружено, что при напряженности поля, меньшей 500 Гс, источник работать не может. Как и в конструкции, описанной выше, зажигание дуги в Нг невозможно и используется такая же процедура, как замена газа в горячей дуге в Аг. Рабочее давление Нг в источнике составляет не более 150 Торр, а наиболее интенсивный пучок атомов достигается при давлении 50 Торр. Степень диссоциации при токе дуги 100 А и напряжении 30 В составляет 95% от полного количества вводимого Нг. Интенсивность потока составляет 1,3-10 атом/ср-с, что существенно выше, чем полу- [c.150]

Для повышения воспроизводимости количественных определений и снижения пределов обнаружения предлагаются различные способы стабилизации дугового разряда наложение магнитного поля, соосного разряду обдув свободно горящей дуги потоком газа помещение разряда в охлаждаемую трубку, которая ограничивает поперечное сечение разряда. Такие приемы не только стабилизируют дугу пространственно, но и изменяют параметры разряда — напряжение, температуру и электронную концентрацию, пространственное распределение и концентрацию элементов в облаке. В дуговом плазмотроне используется принцип стабилизации дуги потоком газа и стенками. [c.52]

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]

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]

Стабилизация дуги осуществлялась магнитным полем, создаваемым при помощи катушки с током. [c.86]

О применении магнитного поля с целью стабилизации дуги см. 4.5,1,. [c.126]

Наложение магнитного поля на дуговой разряд уже давно используют для стабилизации дуги и улучшения воспроизводимости результатов анализа [237, 481, 104]. Особенности угольной дуги, стабилизированной магнитным полем, рассмотрены выше (Ьм. 4.2.4). В дополнение укажем, что наложение магнитного поля на дугу между металлическими электродами ослабляет окислительные процессы на электродах. Это, как и непрерывное вращение дуги по краю электрода, способствует более равномерному нагреву и поступлению пробы в разряд и наряду со стабилизацией условий возбуждения спектров существенно улучшает воспроизводи- [c.157]

Действие внешнего магнитного поля на движение заряженных частиц в дуге постоянного тока можно использовать для стабилизации дуги и условий возбуждения и излучения (разд. 4.3.4). [c.102]

Влияние магнитного поля на дугу постоянного тока наблюдалось еще 150 лет тому назад. На практике оно стало использоваться через 100 лет (например, для стабилизации дуги), а в спектральном анализе — последние пять лет. [c.209]

Дуга постоянного тока с магнитной стабилизацией. Для стабилизации положения плазмы в пространстве можно поместить электроды дуги в магнитное поле, направленное вдоль оси разряда. Можно стабилизировать разряд и поперечным вращающимся магнитным полем. При определенной скорости вращения поля столб дуги закручивается по винтовой линии относительно оси разряда. В результате обеспечивается более сильный и равномерный [c.82]

В 1964 г. появилось сообщение о применении фирмой Дюпон новых реакторов для процесса получения ацетилена электродуговым способом. Новые реакторы — плазмотроны коаксиального типа с магнитной стабилизацией электрической дуги. Среднемассовая температура в зоне реакции составляет около 1500° С. Закалка продуктов реакции двухступенчатая. Основными преимуществами этого процесса являются высокий выход ацетилена и [c.127]

Ряд фирм США ( Du Pont [13], Westingbouse [14]) за счет применения ллазматрона с магнитной стабилизацией дуги, образующей как бы сплошной конус, вместо длинной дуги ( 1 м) [12] создал свой вариант электрокрекинга. В этом процессе степень конверсии метана в ацетилен достигает 80%, концентрация ацетилена 20 объемн. % при затратах электроэнергии [c.363]

Исследования основных параметров легирования алюминиевых сплавов с помощью плазменной струи бьши проведены на экспериментальной установке, схема которой представлена на рис. 1. Для получения плазменной струи использовали линейный плазмотрон с магнитной стабилизацией дуги при следующих режимах (табл. 1). При проведении исследований в качестве плазмообразуюшего и реакционного газа применяли азот технический 1 сорта с содержанием О не более 0,2%. [c.67]

Таким образом, предварительный анализ материалов исследования показал, что в плазмотроне с коаксиальными электродами и магнитной стабилизацией дуги в межэлектродном пространстве образуется широкая область раскаленного ионизированного газа и создаются благоприятные условия для нагрева газо- и порошкообразующих материалов. [c.64]

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]

Ряд фирм США (Дюпон де Немур [55], Вестингауз [56]) за счет применения плазмотрона с магнитной стабилизацией дуги, образующей как бы сплошной конус, вместо длинной дуги (около 1 м [54]) создали свой вариант электрокрекинга. В этом процессе степень конверсии метана в ацетилен достигает 80%, концентрация ацетилена 20 об.% при затратах электроэнергии 12,5—13,3 квт-ч на 1 кг ацетилена. Столь высокая концентрация ацетилена в продуктах пиролиза создается благодаря проведению процесса в две стадии (крекинг природного газа идет в дуге, а в струе газов крекинга при закалке бензина происходит пиролиз тяжелых углеводородов). Приведенные показатели процесса получены на промышленной установке (производительностью 25 ООО т ацетилена в год). [c.420]

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]

Низкотемпературная плазма получается в плазмотронах — влектродуговых 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.487]

Наложение магнитного поля, на дуговой разряд уже давно используют для стабилизации дуги и улучшения воспроизводимости результатов анализа [237, 481, 104]. Особенности угольной дуги, стабилизированной магнитным полем, рассмотрены выше (см. 4.2.4). В дополнение укажем, что наложение магнитного поля на дугу между металлическими электродами ослабляет окислительные процессы на электродах. Это, как и непрерывное вращение дуги по краю электрода, способствует более равномерному нагреву и поступлению пробы в разряд и наряду со стабилизацией условий возбуждения спектров существенно улучшает воспроизводимость количественных определений элементов [104]. С целью лучшей стабилизации дуги постоянного тока, используемой для прямого анализа металлов и сплавов, предложено, кроме наложения на дугу стационарного магнитного поля, вращать металлические электроды вокруг своей оси с рааной скоростью в противоположных направлениях. [c.157]

Реакторы с магнитной стабилизацией. В плазменных реакторах этой конструкции положение дуги стабилизируется при помощи магнитного поля. Реактор представляет собой конструкцию из концентрических труб, щ которой между двумя электродами горит радиальная дуга. Дуга быс1ро вращается под действием магнитного поля газ пропускается в осевом направлении через кольцевое пространство между электродами для предотвращения их перегрева. Положение вращающейся дуги зрительно иногда напоминает движение сгшц велосипедного колеса. Такая конструкция позволила расширить верхний предел рабочего давления до 105 ат без сколько-нибудь значительной эрозии электродов. Передний торец наружного электрода (обычно катода) служит в качестве смесительной камеры, которая, кроме того, гасит пульсации перед выбросом плазмы через выходное сопло. Недостат-i[c.331]

Нестабильность процессов дугового возбуждения обусловлена рядом факторов. Хотя аналитические параметры дуги можно в значительной степени улучшить (разд. 2.4.4 в [1]), контролируя электрические параметры (разд. 4.3.1) и главным образом ток дуги, для эффективной стабилизации дуги необходимы вспомогательные приспособления. При испарениг проб из кратера использование подходя щих добавок (разд. 3.3.1) и в некоторо степени методика брикетирования (разд 3.3.2) служат для стабилизации возбужде ния диэлектрических материалов и посту пления их в плазму разряда. Однако, кро ме неравномерности переноса материала во времени, плазме дуги постоянного тока с высокой чувствительностью определения присущи заметные флюктуации ее геометрии и электрических параметров. Их можно подавить методами стабилизации, которые используют для источников излучения с металлическими образцами поток газа, внешнее магнитное поле и механическое перемещение образцов. Техника постоянной стабилизации дугового разряда, впрыскивания или вдувания порошковых проб и их перемещение в разряде будут обсуждены в отдельной главе. [c.129]

Использование внешнего магнитного поля. Хотя данных по стабилизирующему действию магнитных полей при анализе диэлектрических материалов имеется больше, чем при анализе металлов, выводы для аналитической практики часто не однозначны и состояние проблемы далеко от завершения [2]. Для стабилизации дуги использование внешнего магнитного поля особенно важно, если вследствие большой поверхности анода или низкой силы тока анодное пятно полностью не покрывает поверхность анода. Магнитное поле превращает анодное пятно в равномерно распределенные по электроду микропятна, обеспечивая таким образом стабильность испарения материала из кратера и улучшая воспроизводимость источника излучения. При этом в магнитном поле соответствующей конфигурации и силы (разд. 4.3.4) увеличивается чувствительность определения некоторых элементов, что обусловлено возрастанием времени пребывания атомов (ионов) в дуге и увеличением интенсивности спектральных линий. [c.130]

Общепринятым считается способ подвода рабочего газа тангенциально по отношению к дуге. Это создает закрутку потока и способствует хорошему центрированию дуги в канале. Мы убедились, что те же результаты могут быть достигнуты и без закрутки потока, если опытный участок выполнен достаточно тщательно в смысле осевой симметрии. Не использовалось нами для стабилизации дуг и магнитное поле, если не считй ь магнитного поля, индуцированного рабочим током. [c.84]

Для питания ртутной лампы применялся вьшрямитель ВУ-2М, колебания рабочего тока стабилизировались дросселем 18 и конденсатором емкостью 800 мкф. Дроссель имел плавающий сердечник, что позволяло компенсировать неожиданные изменения тока в факеле дуги и сглаживать колебания яркости факела. Кроме того, для стабилизации самого факела использовалась магнитная стабилизация (на рисунке не обозначена). [c.135]

С целью отработки работоспособной конструкции плазмотрона авторами был испытан плазмотрон коаксиального типа мощностью 500—600 кет постоянного тока с магнитной стабилизацией электрической дуги (рис. 6). Работа плазмотрона мощностью 500 кет протекала при силе тока на дуге 900—1100 а и при одновременном воздействии на дугу сильного магнитного поля порядка 10— 15 тыс. эрстэд. В процессе эксплуатации установки поддерживался следующий постоянный режим расход газа — 200 нм ч, мощность на дуге — 510 кет, сила тока — 1200 а, напряжение на дуге — 425 в, падение напряжения на балластном реостате — 235 в, коэффициент полезного действия плазмотрона — примерно 0,7, среднемассовая температура плазмы — примерно 3400° К. [c.102]

К и с е л ь В. С. и др. Обобщение вольтамперных характеристик коаксиального плазмотрона с магнитной стабилизацией электрической дуги. Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук, 4967, № 10. [c.172]

Кисель В. С. и др. Теоретические и экспериментальные исследования характеристики коаксиального плазмотрона с магнитной стабилизацией электрической дуги.— В сб. Сборник третьей Всесоюзной научно-технической конференции по генераторам низкотеьшературной плазмы . Минск, АН БССР, [c.172]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология