Плазматрон

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]

В последние годы стали использовать в качестве источника света так называемые плазматроны. В плазматроне мощная дуга горит в замкнутом пространстве между охлаждаемыми водой электродами. Дуга горит в атмосфере аргона, азота или другого газа. Нагретый в дуге до температуры около 10 000° газ через сопло выходит из плазма-трона, образуя яркий конус. Свечение этого конуса и используется при спектральном анализе. Проба (порошок или раствор) вводится в горячую струю газа после электродов и поэтому не влияет на горение разряда. Плазматрон так же, как и пламя, имеет высокую стабильность и яркость, а по своей температуре близок к электрическим источникам света — дуге и искре. [c.82]

Рис. 10.13. Схемы дугового генератора с высокочастотным поджигом (а), простейшего плазматрона (б)

Плазматроны. Плазматрон, или плазменная горелка, является сравнительно новым источником возбуждения в спектральном анализе. Интерес к нему обусловлен его универсальностью, высокой чувствительностью определения элементов (10 —10 7о), исключительной стабильностью работы, малым влиянием основы анализируемого материала и третьих компонентов, возможностью непрерывного анализа как жидких, так и порошкообразных проб. [c.663]

Рнс. 1. ВЧ плазматрон I-факел отходящих газов [c.393]

При использовании квантометров длительность анализа определяется в значит, мере процедурами подготовки исходного в-ва к анализу. Существенное сокращение времени пробоподготовки достигается автоматизацией наиб, длительных этапов-растворения, приведения р-ров к стандартному составу, окисления металлов, растирания и смешения порошков, отбора проб заданной массы. Во мн. случаях многоэлементный АЭСА вьшолняется в течение неск. минут, напр. при анализе р-ров с использованием автоматизир. фотоэлектрич. спектрометров с ВЧ плазматронами или при анализе металлов в процессе плавки с автоматич. подачей проб в источник излучения. [c.394]

Выбор способа нагрева определяется конкретными условиями применяемой технологии. Так, в плазматронах прямого действия эффективность теплопередачи может быть существенно выше, [ю при этом возникают проблемы поджига дуги, устойчивости ее горения и т.п. Мощность плазматронов в установках гю переработке отходов может составлять от нескольких киловатт до нескольких мегаватт. Ресурс их работы зависит от многих факторов, однако лучшие конструкции плазменных генераторов обеспечивают сотни часов непрерывной эксплуатации ( Муниципальные...). [c.89]

На рис. 2.8 [93, 98] показана рабочая область дозвуковых режимов плазматрона ВГУ-4 ИНМ РАН при работе на углекислом газе и траектории входа аппаратов [c.47]

Рис. 2.8. Рабочая область дозвуковых режимов плазматрона ВГУ-4 ИПМ РАН при работе на углекислом газе

МДж/кг и давления торможения ро= 60 —140 гНа. Эта область полностью содержится внутри рабочего диапазона параметров плазматрона ВГУ-4 РАН при работе в дозвуковом режиме на углекислом газе — основном компоненте атмосферы Марса Н = 10 — 40 МДж/кг, ро = Ю [c.47]

Подогрев реагентов может осуществляться в плазматронах (плазменная газификация), в регенеративных теплообменниках, в которых насадка разогревается продуктами сгорания какого-либо топлива. Подобные установки создаются в лабораториях и пока не достигли опытной стадии. Вопрос о целесообразности использования этих методов требует тщательного технико-экономического анализа. [c.187]

За последние годы накоплен большой опыт борьбы с ошибками, обусловленными тепловым дрейфом спектра. Лучшие результаты дает пока термостатирование спектральных установок, поскольку оно приводит к стабилизации и положения, и дисперсии спектра [29, 30]. Вместе с тем требуемый уровень термостабилизации еще не достигнут, выходные щели квантометров непомерно широки. Не решены вопросы защиты от мощных локальных тепловых помех — опаснейших источников теплового дрейфа спектра. Как показал наш опыт эксплуатации квантометра фирмы ARL в Институте геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского АН СССР, работа с сильноточной дугой или плазматроном возможна только при наличии водяного охлаждения источника света и воздушного охлаждения балластных реостатов. [c.27]

В квантометр возможно встроить и несколько независимых входных трактов, заполнить их нужными устройствами и подключать по мере надобности поворотом зеркала, размещенного у входной щели квантометра. На рис. 2 приведена схема, а в табл. 4— параметры разработанного нами многоканального осветителя к квантометру фирмы АКЬ, предназначенного для последовательной работы с дуговым и искровым разрядом, пламенем, плазматроном и лампой с полым катодом. Такой осветитель предусмотрен в соответствии с особенностями наладки и использования квантометра применительно к решению геохимических задач [19, 32]. [c.29]

Другой источник возбуждения в спектрометрии, которому в настоящее время уделяют большое внимание, — плазматрон — устроен следующим образом. В закрытой камере, на одном конце которой находится анод, а на другом — катод с небольшим отверстием (полярность электродов иногда бывает обратной), создается плазменная струя, поддерживаемая дугой постоянного тока. В камеру в направлении, параллельном стенкам, вводится газообразный аргон он движется, образуя завихрения, и истекает через отверстие в электроде. Когда в камере зажигается дуга, ее внешние слои охлаждаются потоком аргона, что вызывает термический пинч-эффект , т. е. самопроизвольное стягивание плазменного шнура. В результате этого увеличивается плотность тока, и температура дуги возрастает. Увеличение давления в разряде приводит к выталкиванию горячей плазмы через отверстие в электроде, и она появляется во внешней области горелки в виде струи, похожей на пламя. При более высокой силе тока дуга испытывает также магнитный пинч-эффект , связанный с магнитным полем, индуцированным самой плазмой. [c.94]

При регистрации излучения, испускаемого пламенным хвостом , спектральный фон минимален и чувствительность регистрации возрастает. Исследователи утверждают, что плазматроны позволяют достичь высокой стабильности, свойственной дуге переменного тока, при чувствительности, не меньшей чем для дуги постоянного тока. [c.95]

Существует несколько методов работы с растворами наиболее широко используют пористый 1 гель, тигель с каналом и вращающийся диск. При работе вторым из этих методов в нижнем электроде просверливают небольшое отверстие, ведущее в резервуар с жидкостью. Так как в искровом разряде давление мало, это приводит к подъему раствора через отверстие и его распылению в зону разряда. Для ввода образцов в плазматрон можно использовать поток аргона, пропуская его через атомизатор стандартного типа. В методе вращающегося диска используют графитовый диск, расположенный в вертикальной плоскости и опущенный в резервуар с раствором. Электрод медленно вращают, а у его верхнего края возбуждают искровой разряд. Таким образом, к разряду непрерывно подводится свежий раствор. [c.97]

Рис. 30.9. П )и[[ципнальная схема дуговой плазменной горелки плазматрона

Плазматроны. В последние годы для получения дуговой плазмы широкое применение нашли плазматроны [10.20, 10.21]. Принцип их действия следующий. Плазма, образованная дуговым разрядом постоянного или переменного тока, струей газа — носителя разряда выдувается на значительное расстояние от межэлектродного промежутка. Механизм действия плазматрона ясен из рис. 10.13, б. В камере зажигается дуга между тугоплавкими электродами при силе тока 20—30 а. Для ряда целей сейчас делают плазматроны на токи в сотни ампер. Анод имеет отверстие, через которое выдувается инертный газ, подаваемый под давлением 1,5—2 ат в направлении касательных к стенкам камеры. Образующиеся в камере вихревые потоки газа охлаждают плазму снаружи, благодаря чему разрядный шнур сжимается и плотность тока в нем увеличивается. Дополнительное сжатие происходит в результате сил магнитного давления (пинч-эффект). Сжатая таким образом плазма вместе с газом выбрасывается через отверстие анода и светится в виде устойчивой струи длиной 10—15 мм. [c.268]

Недавно был предложен и осуществлен световой плазматрон, возбуждаемый световым излучением мощного лазера постоянного действия [10.22, 10.23]. [c.269]

Другие способы получения поглощающего столба паров. Для создания поглощающего слоя используются также другие способы. Широко применяется пламя [13.6, 15, 13.7, 13.8], ударные трубы [13.9, 13.10], а также газоразрядные источники света — дуги, плазматроны [10.20], им- [c.357]

Теплогене- раторы Слой горящего топлива Факел пламени Плазматрон Резистор Теплопреоб- разователи Регенератор Рекуператор Экономайзер Элементы охлаждения [c.8]

Пря анализе металлургич. проб наряду с искровыми разрядами разных типов используют также источники света тлеющего разряда (лампы Грима, разряд в полом катоде). Разработаны комбинир. автоматизир. источники, в к-рых для испарения ияи распыления используют лампы тлеющего разряда или электротермич. анализаторы, а дом получения спектров, напр.,-высокочастотные плазматроны. При этом удается оптимизировать условия испарения и возбуждения определяемых элементов. [c.393]

При анализе жидких проб (р-ров) наилучшие результаты получаются при использовании высокочастотных (ВЧ) и сверхвысокочастотных (СВЧ) плазматронов, работающих в инертной атмосфере, а также при пламенно-фотометрич. анализе (см. Фотометрия пламени эмиссионная). Для ста-билизащ1и т-ры плазмы разряда на оптимальном уровне вводят добавки легкоионизируемых в-в, напр, щелочных металлов. Особенно успешно применяют ВЧ разряд с индуктивной связью тороидальной конфигурации (рис. 1). В нем разделены зоны поглощения ВЧ энергин и возбуждения спектров, что позволяет резко повысить эффективность возбуждения и отношение полезного аналит. сигнала к шуму и, т. обр., достичь очень низких пределов обнаружения широкого круга элементов. В зону возбуждения пробы вводят с помощью пневматических или (реже) ультразвуковых расш>1лителей. При анализе с применением ВЧ и СВЧ плазматронов и фотометрии пламени относит. стандартное отклонение составляет 0,01-0,03, что в ряде случаев позволяет применять АЭСА вместо точных, но более трудоемких и длительных хим. методов анализа. [c.393]

В качестве источников возбуждения спектров применяют дугу постоянного и переменного тока, низковольтный, высоковольтный, конденсированный и высокочастотный искровые разряды [222]. Описан способ возбуждения спектров анализируемых образцов в сильнотоковом (—60 а) стабилизированном стенками импульсном дуговом разряде в атмосфере аргона [1075]. В этих условиях предел обнаружения хрома (4 ч- 10)-10" г. Стандартное отклонение 15%. Используют лазерные источники возбуждения спектров 1 183, 283, 1108, 1118]. Так, рубиновый лазер в комбинации с искровым источником возбуждения спектра применяют для определения следов Сг, Со, Ре, Мп, Мо, 8п и в гомогенных синтетических порошках фторида бария, окислов алюминия, иттербия и вольфрама [1118]. В последние годы стали применять плазматроны [543]. Пределы обнаружения хрома при разных способах возбуждения в пробе, смешанной с угольным порошком (1 1), равны (в %) [c.73]

Одно из основных устройств плазменной технологической установки — плазматрон (генератор низкотемпературной плазмы). В таких установках, как правило, используются дуговые плазматроны, в которых плазма образуется за счет нагрева вещества электрической дугой, горящей между катодом и анодом. Плазменные генераторы можно разделить на устройства прямого и косвенного действия. В первом случае передача тепловой энергии от дуги к перерабатываему веществу (отходам) происходит при его контакте с токопроводящим столбом дуги. Ехли отходы имеют высокое содержание металлов (электропро-водны), то они могут быть включены в электрическую цепь питания дуги в качестве одного из полюсов (анода или катода). При использовании плазматроиов второго типа теплоперенос к отходам осуществляется при помощи бестоковой плазмы, образующейся при прохождении и нагреве рабочего тела (газа, водяного пара) через область электрической дуги. Плазматроны выдают так называемую низкотемпературную плазму (4000-20000 К), применителыю к переработке отходов 4000-5000 К. [c.89]

Другим важнейшим элементом плазменной установки по переработке отходов является плазменный реактор, т.е. тот объем, в котором происходит процесс химического разложения отходов. Плазматрон может быть совмещен с реактором, являясь составной частью последнего, или пристыкован к нему. Реактор обычно вьпюлняют в виде пе- [c.89]

На заводе фирмы Скэндаст (Швеция) для переработки сталеплавильных пылей эксплуатируется установка проектной мощностью 70 тыс. т/год, работающая процессом Плазмадаст (рис. 3.2). В шлам, поступающий на завод, добавляют воду (до ее содержания 50%), уголь и флюс (песок), смесь перемешивают, обезвоживают, сушат и подают с помощью питателя в шахтную печь, оборудованную тремя плазматронами мощностью по 6 МВт. В струе плазмы происходит плавление и восстановление оксидов металлов. При этом цинк и свинец испаряются и выносятся из печи с отходящими газами, собираясь затем в виде жидкого металла в кодденсаторе. [c.90]

Фирмой Дэйви Мак-Ки (Великобритания) разработан комбинированный процесс производства чугуна и ферросплавов путем предварительного восстановления шихтовых материалов в реакторе с кипящим слоем и последующей плавкой в плазменной печи. Особенностью последней является наличие в ее верхней части водоохлаждаемого патрубка, защищающего расположенный в нем плазматрон с нерасходуе-мым катодом от налипания капель расплава. Поскольку анод зафуте-рован в подине печи, плазменная дуга, стабилизируемая аргоном, образуется между катодом и расплавом. На полупромышленной установке освоена технология плазменной переработки металлургических пылей. Пыль, предварительно смешанную с коксом и флюсом, вдувакл- с достаточно высокой скоростью в печь через тангенциальные отверстия в стенке, расположенные на уровне нижнего торца плазматрона. При температуре в ванне печи около 1600°С образуются шлак и металл. Возгоняющиеся пары цинка, свинца и кадмия извлекаются из отходящих газов конденсацией в футерованной камере с жидким цинком, разбрызгиваемым с помощью мешалки. [c.91]

Большого повышения чувствительности можно достигнуть при использовании для возбуждения спектров высокочастотного плазматрона с индуктивной связью [819]. Установлено [820], что при фотометрировании линии As 189,0 нм можно определять мышьяк в растворах с его концентрацией до 0,11 мкг/мл. Хотя линия As 193,69 нм несколько более чувствительна (0,10 иктAs/мл), определению мышьяка в данном случае мешает цинк. При использовании указанного источника возбуждения химическая форма мышьяка, содержащегося в анализируемом водном растворе, не оказывает влияния на точность и чувствительность его определения. [c.107]

Широкое распространение получили газодинамические установки на основе различного вида плазматронов [37, 42, 52, 57]. В них на протяжении длительного времени могут реализовываться условия, близкие к натурным, в том числе, и на теплонапряженных участках траектории. Диссоциируемый с помош ью электродугового или высокочастотного разряда поток может быть как дозвуковым, так и сверхзвуковым. Так как в электродуговых плазматронах исследуемая поверхность может загрязняться микрочастицами при эрозии анода, то определенные преимугцества имеют высокочастотные илазматро-ны. В качестве исследуемых моделей в газодинамических установках используются в основном затупленные тела, что обусловлено тем, что для таких тел теория позволяет достаточно точно рассчитывать величины тепловых потоков, необходимые для восстановления вероятности гетерогенной рекомбинации. [c.34]

Для дозвуковых потоков эффективный радиус зависит от формы модели и отношения ее радиуса Rm к радиусу разрядного канала плазматрона Re- Так, для евромодели (цилиндрическая модель диаметром 50 мм с закруглением на границе радиуса 11 мм) в дозвуковом потоке плазматрона ВГУ-4 ИНМ РАН [Re = 40 мм) [c.44]

Практически такая же рабочая область парамет у российских установок - плазматронов [92, 93, 98 [c.46]

На рисунках 2.14, 2.15 представлено сравнение зависимостей и от температуры, рассчитанных в критической точке с использованием моделей гетерогенного катализа 1 - 5, с лабораторными экспериментальными данными [38 (точки) при Не = 2,19 10 м /с , Уз = 180м/с, ро = 0,1 атм, Те = 5960 К. Экспериментальные условия моделировали обтекание тела с радиусом затупления = 30,4 см гиперзвуковым потоком с Voo = 6, 6 км/с и роо = 4, 27 10 г/см . Здесь Vs — скорость дозвуковой струи в центре среза канала плазматрона ро, Н , Те, — давление торможения, энтальпия и температура на внешней границе пограничного слоя. Кривые 1-3 получены с использованием данных по коэффициентам скоростей элементарных стадий [79]. При этом кривая [c.75]

Тепловые потоки к теплозаш,итным покрытиям с учетом физической адсорбции. Рассмотрим стекловидное покрытие плиточной теплозащиты воздугпно-космического самолета Буран на основе системы 8102 — В2О3 — 81В4 [48]. Для этого материала, а также близкого к нему ио каталитическим свойствам кварца, на высокочастотном плазматроне ИПМ РАИ получены экспериментальные данные о тепловых потоках и других параметров течения для нескольких режимов дозвукового обтекания модели [84, 153]. В предыдущем разделе на основе этих данных при ряде предположений [c.151]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология