Плотность тока в дуге

В первом способе плазма образуется при пропускании рабочего плазмообразующего вещества через электрическую дугу. Используемое в дуге напряжение невелико (40—100 В), плотность тока достаточно велика (>1 А). В качестве плазмообразующих газов используются обычно азот, водород, гелий, аргон. Изменяя газ, можно изменять химические свойства среды плазмы (окислительные, нейтральные, восстановительные). Плазма может иметь разную температуру (от 5000 до 50000° С). Соответственно степень ионизации может изменяться от 1 до 100%. Дуговые плазменные струи всегда в некоторой степени загрязнены материалом электродов. Поэтому наряду с дуговыми плазмотронами развивается разработка высокачастотных и сверхвысокочастотных плазмотронов, в которых источником плазмы является высокочастотный индукционный нагрев. [c.538]

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]

Начальной стадией процесса электрошлаковой сварки является образование шлаковой ванны, для чего сварочный флюс расплавляется электрической дугой на дне пускового колодца, образованного поверхностями свариваемых деталей, водоохлаждаемыми ползунами и нижними (начальными) планками. По мере увеличения объема жидкого электропроводного шлака растет доля сварочного тока, протекающего через шлак, плотность тока в дуге становится недостаточной для ее устойчивого горения, и дуга гаснет. [c.297]

Температура плазмы. Температура плазмы зависит от мощности, выделяемой в единице ее объема. Так как плотность тока дуги почти не зависит от его силы, то изменение силы тока в широких пределах должно мало сказываться на температуре плазмы. Однако при этом предполагается, что состав плазмы остается неизменным. В действительности изменение силы тока влечет за собой изменение мощности, выделяемой на электродах, а следовательно, и их температуры. Поэтому характер испарения различных веществ из электродов зависит от силы тока, что приводит к изменению содержания в плазме различ- [c.220]

Если ограничить свободное развитие дуги в поперечном направлении, например, помещая ее в узких каналах, уменьшая размеры электродов, обдувая дугу струями газов или жидкостей, то можно повысить плотность тока дуги, а следовательно, и температуру. Такая дуга называется сжатой. Температура сжатой дуги определяется выражением [c.99]

При определении диаметра электрода имеют в виду, что плотность тока должна составлять 3—4 А/см . При такой плотности тока исключается возможность образования вольтовой дуги между угольной шахтой и электродами. [c.239]

Наплавку металлокерамическими лентами ведут постоянным током обратной полярности. Плотность тока на электроде 10 -20 А/мм2, напряжение дуги 28 - 32 В, скорость наплавки 0,16 -0,55 м/с, скорость подачи ленты 15-150 м/ч. Сила тока в зависимости от ширины ленты следующая [c.53]

В химии и металлургии используется низкотемпературная плазма. Ее получают в основном двумя способами — дуговым и высокочастотным. В первом пропускают плазмообразующий газ (чаще всего Аг, а также N2, Нг, Не) через электрическую дугу с напряжением на электродах 40—100 Вис достаточно высокой плотностью тока 1 А-см-2. Изменяя состав газовой смеси, можно создавать условия, благоприятные для протекания тех или иных химических реакций. [c.358]

В первом способе плазма образуется при пропускании рабочего плазмообразующего вещества через электрическую дугу. Используемое в дуге напряжение невелико (40— 100 В), плотность тока достаточно велика (>1 А). В качестве плазмообразующих газов используются обычно азот, водород, гелий, аргон. Изменяя газ, можно изменять химические свойства среды плазмы (окислительные, нейтральные, восстановительные). Плазма может иметь разную температуру (от 5000 до 50000 °С). Соответственно степень ионизации может изменяться от 1 до 100%. Дуго- [c.678]

При автоэлектронной эмиссии вырывание электронов из катода осуществляется полем. Поэтому напряженность поля в прикатодной области, а значит, и плотность положительного пространственного заряда должны быть еще выше. Соответственно и плотность тока должна быть больше, что возможно лишь при больших плотностях газа и пара. Поэтому образование дуги с холодным катодом связано всегда с испарением материала катода. Образование дуги с автоэлектронной или термоэлектронной эмиссией в каждом отдельном случае зависит от того, какой вид эмиссии при разогреве катода начинается раньше. У тугоплавких металлов испарение материала начинается тогда, когда уже установилась развитая термоэлектронная эмиссия. У материалов с низкой температурой испарения она достигает значительных величин раньше, чем появляется термоэлектронная эмиссия, и поэтому начинает действовать механизм автоэлектронной эмиссии. В анодной области образуется сравнительно мало новых заряженных частиц, и большинство попадающих на анод электронов приходит из области столба дуги. [c.30]

Электрическая дуга является одним из видов электрического разряда в газе или в парах. Она характеризуется малым катодным падением напряжения (10— 20 В) и высокой плотностью тока, которая может достигать сотен и тысяч ампер на 1 см . Неионизированные газы и пары, состоящие из нейтральных частиц, не проводят электрический ток. В дуговом разряде газ сильно ионизирован, в нем присутствуют положительно заряженные ионы и отрицательно заряженные свободные электроны. При наложении электрического поля на дуговой промежуток заряженные частицы под его действием [c.180]

Дуга, свободно горящая в воздухе, имеет температуру столба 6000—8000 К. Если увеличить внешнее охлаждение дуги, сжав ее потоком газа, то температура ее столба возрастет. Этого можно достигнуть, направляя поток газа параллельно дуге (рис. 4.26, а) или по касательной к ней (рис. 4.26, б) в последнем случае формируется закрученный вокруг дуги газовый поток. Таким путем можно добиться повышения температуры столба дуги до (10— 20) 10 К и более. Такого рода дуга горит более устойчиво, чем открытая, и может достигать значительной длины она характеризуется большей плотностью тока, повышенным градиентом потенциала в столбе дуги, большей кон- [c.240]

Работоспособность плазмотрона определяется катодом, который играет важную роль в процессе плазмообразования. Основные технологические показатели, характеризующие работу катодов при плазменных процессах максимально допустимая сила тока, эрозионная стойкость, способность к возбуждению дугового разряда и поддержанию его стабильного горения. В прилегающей к катоду области происходят важнейшие физические процессы, существенно влияющие на общую характеристику сжатой дуги. Вследствие высокой температуры сжатой дуги и большой плотности тока катоды работают в очень тяжелых термических условиях. Температура поверхности катода в местах локального контакта с плазмой может достигать 2000 - 4000 К и выше. [c.61]

Если электроды выполнены из легко испаряющихся материалов (медь, ртуть), то плотность тока в электродных пятнах может достигать значительно ббльших значений. В этих случаях температура катода не столь высока, чтобы обеспечить достаточную термоэлектронную эмиссию. Такие дуги принято называть дугами с холодным катодом-, здесь, по-видимому, большую роль играет электростатическая эмиссия в отличие от угольных дуг — так называемых термических дуг, или дуг с горячим катодом. [c.28]

Эксплуатационная плотность тока для простой дуги составляет при постоянном токе для положительного угля около. 0,08 А/см , а для отрицательного 0,15 А/см , при переменном токе плотность тока на обоих углях около 0,1 А/см . [c.118]

Были проведены и более подробные расчеты, в которых принималась во внимание конечная длина плазменного шнура, а также связь между распределениями плотности тока и скорости. В качестве примера на рис. 7.2 показано распределение вращательной скорости в г — 2-плоскости. Согласно расчету в каждом сечении вблизи оси плазменные слои вращаются с одной угловой частотой. Частота вращения уменьшается в направлении от катода к аноду. Степень этого уменьшения, радиальные размеры дуги и распределение плотности тока зависят от геометрии электродов (их диаметра) и от параметров дуги, что уже обсуждалось в [7.21—7.23]. [c.279]

Электронную плотность Пе г, 2), ионную температуру / (г, г), электронную температуру Те г, г), скорость массового потока у (г, г) и потенциал плазмы Ф(г, г) измеряли в зависимости от параметров разряда тока дуги / (10—300 А), газового питания Р (0,2—8 см НТД/с), напряженности магнитного поля В (0,02— 0,54 Тл), однородного в пределах 5 /о, длины дуги I (непрерывно изменяемой от 25 до 250 см) и диаметра шнура (1 (внутренний диаметр катодных трубок составлял 6, 9, 12, 20, 30 мм кроме того, использовалось несколько специальных моделей). Разряд поддерживали стационарным. При стандартных условиях 1= = 140 см, =1,3 см, В = 0,34 Тл, /=100 А и Р = А,Ъ см НТД/с) падение напряжения на дуге составляло около 70 В. Приведенные далее рисунки могут служить иллюстрацией того, что даже в простой установке реальная плазма весьма сложна. [c.290]

Дуга —это устойчивый электрический разряд с высокой плотностью тока и низким напряжением горения между двумя или более электродами [8.1-16-8.1-18]. Напряжение на электродном промежутке составляет до 50 В, тогда как сила тока —2-30 А (дуга средней силы тока). Разряд можно инициировать разделением двух электродов, сначала находящихся в контакте. Альтернативой является использование поджига с помощью внешней высоковольтной искры. Форма плазмы, образуемой этим разрядом, зависит от величины электродного промежутка (до 20 мм), от мощности, а также формы и состава пробы. Среди возможных конфигураций наиболее широко используют дугу свободного горения. В этой конфигурации дуга образуется как из паров пробы, так и из окружающего газа и свободно горит в пространстве. Это отличает ее от дуги, стабилизированной газом, когда газовый поток, протекающий вокруг дуги, стабилизирует ее. Свободное горение дуги приводит к блужданию разряда и, следовательно, к высоким флуктуациям сигнала. Вот почему дугу этого типа используют главным образом для качественного анализа. Для поддержания дуги можно использовать как постоянное, так и переменное напряжение. Блуждание дуги может быть уменьшено наложением переменного напряжения на электроды. Дуга, таким образом, постоянно прерывается и формируется вновь. [c.21]

В дуге поступление вещества в аналитический промежуток определяется тепловым испарением. Электрическая искра представляет собой разряд, создаваемый большой разностью потенциалов между электродами. Вещество электрода поступает в искровой аналитический промежуток в результате взрывообразных выбросов—факелов из электродов. Искровой разряд при большой плотности тока и большой температуре электродов может перейти в высоковольтный дуговой. [c.188]

Для создания более стабильного режима горения, а отсюда — и лучшей воспроизводимости и точности, часто используют дугу переменного тока с частотой последнего 50 Гц. Для избежания гашения дуги в моменты, когда меняется направление тока, используют специальные активирующие дугу устройства, которые в эти моменты вызывают искровой разряд между электродами. Пульсирующее изменение тока при горении дуги переменного тока приводит к более низкой температуре электродов, а отсюда — и к более медленному поступлению анализируемой пробы в зону разряда. С другой стороны, из-за высокой плотности тока в последней , температура дуги в этом случае выше, чем при дуге постоянного тока. [c.361]

Дуговой разряд наблюдается при силе тока не менее нескольких ампер. Для этого типа разряда характерно малое, порядка 10 в, катодное падение потенциала и высокая плотность тока. Для горения дугового разряда существенна высокая электронная эмиссия катода, термическая ионизация в плазменном столбе. Спектр дуги обычно содержит линии материала катода. [c.427]

Рис. 23.12. Зависимость температуры газа Т, потенциала и и плотности тока / от расстояния X для длинной дуги а — катодное и анодное падение потенциала [2].

Одновременно с увеличением плотности тока уменьшается разность потенциалов между электродами. В развившейся дуге эта разность потенциалов обычно составляет всего лишь несколько десятков вольт (для поддержания тлеющего разряда необходима разность потенциалов в несколько сотен и тысяч вольт). Большая плотность тока и низкое напряжение — основные характеристики электрической дуги постоянного тока. Дуги могут гореть как при низких, так и при высоких давлениях. Примером дуг низкого давления может служить ртутная дуга, горящая в атмосфере ртутных паров примером дуги, горящей при атмосферном давлении,— обычная угольная дуга или дуга с металлическими электродами. Применяются также дуги, горящие при давлениях, значительно превышающих атмосферное. Благодаря низкому напряжению электроны в дуговом разряде имеют сравнительно малые скорости. Поэтому в спектре дуги преобладает излучение нейтральных атомов и молекул. В связи с этим спектры, испускаемые нейтральными частицами, обычно называют дуговыми спектрами в отличие от искровых спектров, преобладающих в излучении электрических искр и испускаемых ионами. [c.353]

Состояние газа в дуговом разряде обычно соответствует состоянию изотермической плазмы. Благодаря высокой температуре газа и высокой <- Электронной температуре , достигающей нескольких тысяч градусов большой плотности тока и обычно высокому давлению в дуге преобладают химические процессы, характерные для высоких температур, в частности процессы высокотемпературного крекинга и эндотермические процессы. [c.444]

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]

Наличие мощного электронного потока с катода и интенсивной ионизации обусловливают высокую проводимость в междуэлектродном пространстве, поэтому для электрической дуги характерны большие плотности тока, достигающие сотен и тысяч ампер на квадратный сантиметр, при относительно малых напряжениях на электродах. [c.55]

Температура анодного пятна поддерживается непрерывно попадающим на него потоком электронов. Поскольку площадь анодного пятна больше, чем катодного, плотность тока в нем меньшая и при угольном аноде составляет около 300 а см , а факел дуги несколько расширяется к аноду в виде конуса. [c.57]

Площадь столба дуги при прочих равных условиях пропорциональна току, поэтому плотность тока в столбе остается практически постоянной. С увеличением тока в дуге условия горения ее улучшаются, так как при этом интенсивность ионизации возрастает в большей степени, чем процессы рекомбинации и диффузии зарядов. [c.57]

Более надежными в работе показали себя дуговые испарители. В насосах с испарителями этого типа между корпусом насоса — анодом и электродом-испарителем — катодом, выполненным из активного металла, зажигается электрическая дуга постоянного тока. Хаотическое перемещение катодных пятен по поверхности геттера, наблюдающееся в дуговом разряде, обеспечивает сравнительно равномерное его испарение. Дуговые испарители, имея массивный катод из распыляемого металла, могут обеспечивать продолжительную работу насоса, а благодаря высокой плотности тока в зоне катодного пятна испарение геттера может происходить с высокой скоростью. [c.54]

Параметры схемы генератора сильно влияют на характер и интенсивность спектра. Основной ха рактеристикой искрового разряда, отличающей его от дуги, является высокая плотность тока, достигающая 10 000—50 000 а/сж [21]. При увеличении плотности тока искры пропорционально изменяется температура факела, следовательно, повышаются степень ионизации газа и общая интенсивность его излучения. Такую искру называют жесткой в отличие от мягкой искры с меньшими плотностью тока и температурой факела. В жесткой искре повышается интенсивность излучения линий с более высокими потенциалами возбуждения. С увеличением индуктивности плотность тока снижается, а с увеличением емкости, наоборот, повышается. Однако эта зависимость для емкости выражена слабее, чем для индуктивности. [c.52]

Измеренная таким образом величина имеет смысл температуры газа в том случае, когда существует термодинамическое равновесие в плазме. Вопрос о термодинамическом равновесии в настоящей работе не изучался. Однако при атмосферном давлении и тех плотностях тока, которые имели место в разряде, в плазме аргоновой дуги отклонение от термодинамического равновесия невелико [5] во всяком случае, при оценках можно пользоваться моделью локального равновесия. [c.225]

Если дуговой разряд горит при атмосферном (или высоком) давленйи, то дуга имеет определенный поперечный размер, ее столб резко отграничен от окружающего пространства. На катоде и аноде имеются катодные и анодные пятна, на которые опирается дуга. Эти пятна имеют высокую температуру, плотность тока в [c.182]

В особом случае дуговой св 1ркн в среде защитных газов на постоянном токе при большой плотности тока в электроде имеет место возрастающая статическая характеристика дуги, В этом случае внешняя характеристика источника может быть жесткой и даже слегка возрастаюш,ей, что обеспечивает большую интенсивность саморегулирования электрической дуги [43]. [c.262]

Дуговые печи сопротивления электрическая дуга горит в газовой полости внутри расплавляемой шихты, включенной последовательно или параллельно с дугой (рис. 0-2,г). Так как сопротивление шихты при этом значительно, то выделяемое в ней джоулево тепло может быть большим. В таких печах очаг высокой температуры (дуга или околоэлектродная зона высоких плотностей тока) находится внутри шихты, следовательно печи пригодны для расплавления материалов с высокой температурой испарения и возгонки материалов, Кладка печи защищена от излучения дуг слоем непрореагировавшей шихты (гарниссаж), внутри которой горят дуги. Поэтому здесь можно проводить процессы с высокой рабо- [c.6]

Плотность тока в катодном пятне изменяется в широких пределах в зависимости от материала катода, среды, в которой горит дуга, давления и других факторов. Для угольных электродов в воздухе при маломощных дугах она составляет величину порядка 500 а1см плотность тока в анодном пятне на порядок меньше. [c.28]

Если принять ток дуги крупной дуговой печи равным 50 000 а, а плотность тока в катодном пятне 500 а см , что соответствует радиусу пятна 5,7 см, то (1-62) даст величину силы давления на расплавленный металл, равную 12,8 кГ максимальное давление вблизи оси дуги по (1-60) в этом случае будет около 0,25 кГ1см . Такие условия соответствуют гидростатическому давлению столба жидкой стали высотой примерно 30 см. Следовательно, в мощных печах под столбом дуги на поверхности стали образуется заметный мениск. [c.41]

Установлено, что в плавящей дуге механизм эмиссии зависит от те.лшературы плавления расходуемого электрода (катода). С этой точки зрения металлы, переплавляемые в ВДП, можно разделить на имеющие температуру плавления до 1 700° С (Ре, К, Ве) и имеющие более высокую температуру плавления (Nb, Мо, Та, У, Не). У первых электронный ток в области катодного падения практически полностью обусловлен механизмом автоэлектронной эмиссии. Поэтому здесь наблюдаются четко выраженные катодные пятна. В частности, на стали плотность тока в катодных пятнах достигает 4,5—5 ка/см , а температура в пятнах (2,7-4-3) X Х10 °С. Установлено, что с увеличением тока растет и илощадь катодных пятен, что приводит к выводу о постоянстве для каждого металла в данных условиях величины плотности тока, в катодном пятне. [c.192]

Из того, что температура и плотность тока эмиссии в катодных пятнах цостоянны и не зависят от тока печи, следует вывод, что и напряженность электрического поля в области катодного падения Е также постоянна для данного металла. Тогда электронный ток дуги в области катодного падения /в должен быть пропорциональным току дуги /д. [c.192]

Патентные права на производство ацетилена в электрическом разряде (процесс Шоха [21]) недавно приобретены фирмой Стандарт оф Нью-Джерси . Однако сообщений о намечаемом его использовании до сего времени еще не опубликовано. При этом процессе используется электрический разряд с меньшей плотностью тока, чем в дуге. Для этого в соответствующих углеводородных парах поддерживается электрический разряд переменного тока постоянной силы. Одним из электродов является колесо турбогазо-.дувки, которая подает газ через У-образное пространство между торцом вращающегося ротора и неподвижным электродом (где происходит электри- ческий разряд). Охлаждение осуществляется более холодными газами, окружающими зону электрического разряда. Удельный расход энергии зависит от требуемой степени превращения углеводородного сырья, и при содер- жании ацетилена в газах процесса 10—14% составляет 11—12,8 кет-ч на [c.237]

При расчете диаметра электродов лучше всего исходить не из максимально допустимой плотности тока, а из величины 3— 4 aj M . При такой плотности тока исключается возможность образования вольтовой дуги между угольной шихтой и электродами и последние практически не расходуются. [c.112]

Было указано, что эффективность использования электрической энергии в производстве ацетилена из углеводородов с помощью вольтовой дуги растет с увеличением плотности тока (хотя бы на одном электроде) вплоть до того момента, когда уже можно заметить потерю материала электрода Имеются сведения также, что энергия, питающая вольтову дугу, должна быть такой, чтобы водородные линии Ва1тег овой серии, по крайней мере Н8-линия, были отчетливо видны. Далее рекомендуется пользоваться током такой силы, чтобы поглощение электрической энергии равнялось 2 kWh на каждый кубический сантиметр пространства, занимаемого дугой [c.289]