Температура пятна в дуге

В заключение отметим ограничения описанной методики испарения и укажем возможные пути для их преодоления. Наиболее серьезный недостаток методики нагревания электрода с веществом дуговым разрядом извне кюветы состоит в том, что предельная температура торца электрода, на котором нанесена проба, вследствие отвода тепла к стенкам кюветы оказывается значительно ниже температуры электрода в области анодного пятна дуги и лишь незначительно превышает температуру кюветы. В то же время для быстрого испарения проб в некоторых случаях необходимо нагревание слоя вещества до температур, значительно превышающих 3000° К. [c.294]

Износ анодов электродуговых плазмотронов. Эрозия анодов происходит в пространственно-локализованных местах поверхности, находящихся непосредственно под анодным пятном дуги. При отсутствии жесткой фиксации анодное пятно дуги перемещается по окружности анода под действием магнитных и газодинамических сил. Кроме того, в результате шунтирования дуги высота цилиндрической зоны, по которой вращается анодное пятно, увеличивается. Внутренний механизм износа анода несколько проще, чем катода, поскольку анод не плавится во время работы его износ определяется температурой поверхности, твердостью, устойчивостью к окислению и другим видам коррозии. [c.79]

Температура электродов дуги очень высока благодаря непрерывности разряда. Наибольшей температуры достигают участки катодного и анодного пятен, причем анодное пятно разогревается сильнее. Оба пятна со временем перемещаются по рабочей поверхности электродов, поэтому высокая температура распространяется по всей поверхности и даже в глубь электрода. Например, температура поверхности анода в угольной дуге достигает 3800 К. Температура графитовых электродов несколько ниже, так как графит имеет большую теплопроводность и лучше отводит тепло, чем уголь. Еще ниже температура металлических электродов, имеющих еще большую, чем графит, теплопроводность. [c.79]

Температура катодного пятна дуги Петрова всегда на несколько сот градусов ниже температуры положительного кратера. [c.331]

Температура катодного пятна дуги в атмосферном воздухе всегда на несколько сот градусов ниже температуры положительного кратера. Для металлических электродов можно привести ориентировочно данные таблицы 40. В последних трёх случаях этой таблицы (А1, Mg и Ъп) температура анода и катода определяется температурой плавления оксидов, которыми соответствующие металлы покрываются при -горении дуги в воздухе. [c.529]

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]

Таким образом, механизм дуги можно представить себе следующим. Из катода в результате высокой степени его разогрева (термоэлектронная эмиссия) или наличия около его поверхности больших напряженностей электрического поля (10 —10 в см — автоэлектронная эмиссия) вырывается поток электронов. Первый случай имеет место для материалов катода с высокой температурой плавления и испарения металла (уголь, графит, вольфрам, молибден), благодаря чему температура на их поверхности может достигать в катодных пятнах значений 2 500—3 000° С и выше, когда начинается заметная термоэлектронная эмиссия. Второй случай соответствует материалам с низкой температурой кипения и испарения (ртуть, титан, медь). В области катодного падения поток электронов разгоняется настолько, что за ее пределами происходит интенсивная ионизация частиц газа в дуговом промежутке, причем здесь, по-видимому, весьма существенна роль ступенчатой ионизации. Образовавшиеся положительные ионы под действием поля направляются к катоду и разогревают его вторичные и первичные электроны направляются через столб дуги в направлении анода. На их пути происходят новые соударения (главным образом термическая ионизация) и образование новых заряженных частиц, что компенсирует их исчезновение в более холодных частях столба путем рекомбинации и диффузии. При попадании на анод отрицательные частицы нейтрализуются, выбивая из него некоторое количество положительных ионов, устремляющихся через столб дуги к катоду. Плазма столба в целом нейтральна, т. е. концентрация положительных и отрицательных частиц одинакова, но из-за того, что подвижность электронов по [c.29]

Ртутные выпрямители строят однобаковыми и многобаковыми. Входящий в многобаковый выпрямитель ртутный вентиль состоит из герметичного сосуда, на дне которого находится ртутный катод, сверху в нем закреплен твердый анодный электрод, окруженный управляющей сеткой. Кроме того, в вентиле имеются два вспомогательных анода. В сосуде поддерживается вакуум и в газовой фазе преобладают пары ртути, давление которых составляет 13,3— 26,6 Па. Число таких вентилей в выпрямителе равно числу плеч многофазного моста Уитстона. При пуске вентиля в нем зажигают дугу, касаясь вспомогательным электродом катода. В этот момент ртуть разогревается и на ней образуется светлое пятно. Для под-, держания температуры катода в нерабочий полупериод изменения напряжения служат два вспомогательных электрода, один из которых попеременно анодно поляризован относительно катода. [c.411]

Чаще всего имеют дело с дугами с раскаленным катодом, температура которого составляет несколько тысяч градусов. Наиболее нагретой частью катода является катодное пятно. Усиленное испускание электронов (термоэлектронов) катодом есть одно из условий существования электрической дуги. Однако существуют дуги с холодными электродами (например, ртутная дуга). Дуговой разряд в этом случае поддерживается автоэлектронной эмиссией катода, обусловленной туннельным прохождением электронов сквозь потенциальный барьер, образованный двойным электрическим слоем на поверхности катода. [c.353]

Необходимым условием как для возникновения, так и для существования электрической дуги является эмиссия электронов с катода, она обусловлена прежде всего высокой температурой катода или, точнее, катодного пятна , т. е. той части поверхности катода, которая эмитирует электроны. [c.54]

Эти виды эмиссии играют главную роль в электрической дуге. Высокая температура катодного пятна поддерживается благодаря тому, что на катод попадают положительные ионы, которые передают ему свою кинетическую энергию. [c.55]

Схема электрической дуги между угольными электродами (анодом А и катодом К) показана на рис. 20. В дуге различают центральный столб или факел, расположенный по оси электродов и четко отделяющийся от окружающего газа по яркости свечения. Факел у катода опирается на ярко светящуюся поверхность — катодное пятно, а у анода он примыкает к анодному пятну, имеющему форму кратера. Факел дуги состоит из сильно ионизированных газов и паров электродного материала, образующих так называемую электронную плазму. Факел дуги окружен светящейся газовой оболочкой. Поскольку положительные ионы обладают большей массой, чем электроны, то, попадая на катод, они не только передают ему кинетическую энергию, но и свою массу, поэтому конец катода обычно имеет форму конуса, а на аноде поверхность пятна приобретает вогнутую форму в виде кратера. Это явление — перенос материала электродов в дуге — является одной из причин того, что положительный электрод сгорает быстрее. Температура в отдельных зонах дуги зависит от материала электродов, условий теплоотдачи в окружающую среду, давления газа и других факторов. Температура катодного пятна при угольном катоде примерно 3500° К, при стальном — около 2400° К. 56 [c.56]

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]

Процессы, определяющие высокую температуру дуги и приводящие к возбуждению и ионизации атомов, имеют в основном термический характер и сводятся к следующим явлениям (Мандельштам, 1946). Электроны, испускаемые раскаленным катодом, под влиянием разности потенциалов приобретают очень большие скорости и движутся к аноду, где отдают свой заряд, образуя таким образом разрядный ток. При ударе электронов об анод происходит усиленное выделение тепла, что приводит к появлению на нем хорошо заметного глазом светлого пятна, соответствующего интенсивному местному испарению электрода — анодного пятна. [c.23]

Испарение и химический унос материала катода. На поверхности катодов электродуговых плазмотронов, работающих в режиме термоэмиссии, устанавливаются высокие температуры, при которых в зоне привязки дуги образуется пятно расплавленного металла и [c.74]

Среди явлений в ванне расплава вольфрама под пятном электрической дуги необходимо отметить еще одно. Температура поверхности электродного пятна (ванны расплава) максимальна в центре и спадает к краю, а сила поверхностного натяжения при этом возрастает. За счет изменения силы поверхностного натяжения (термокапиллярный эффект) возникает движение жидкости на поверхности расплава от центра к краю. Оно передается внутрь за счет сил вязкого трения. Последние удерживают расплав в замкнутом объеме, т. е. это явление действует в одном ключе с электрическим полем, которое возвращает ионизованные испарившиеся атомы вольфрама обратно на катод. [c.78]

Температура катодного пятна на электроде определяет скорость плавления. Величина этой температуры ограничена из-за явления отрыва капель жидкого металла от электрода. Из данных, приведенных на рис. 4, а, б, видно, что для рекомендуемых (эквивалентных) значений переменного и постоянного токов при плавке на переменном токе, несмотря на большую выделяющуюся на электроде мощность, скорость плавления молибдена меньше, чем при постоянном токе. Естественно предположить, что в случае использования переменного тока имеет место больший перегрев металла на оплавляемом конце электрода. При плавке в дуге переменного тока образуются очень маленькие капли металла [34], так как перегрев металла уменьшает величину поверхностного натяжения и отрыв капли происходит при меньшем ее весе. [c.217]

Дуга переменного тока. За последнее время в практике спектрального анализа помимо дуг, питаемых постоянным током, начали широко применяться и дуги переменного тока. Питание переменным током дуги между угольными электродами не встречает затруднений. Высокая температура анодного и катодного пятна, а также малая теплопроводность угля, обеспечивают достаточную эмиссию электронов при прохождении тока через нуль дуга после паузы тока вновь зажигается самостоятельно. Уже при силах тока 8—10 А угольная дуга переменного тока горит вполне устойчиво и стабильно. Иначе, однако, обстоит дело с дугами между металлическими электродами. Металлические электроды охлаждаются настолько быстро, что в моменты пауз тока эмиссия электронов оказывается недостаточной для самостоятельного зажигания дуги. [c.57]

При подаче углерода через отверстие в аноде в непосредственной близости от анодного пятна удавалось испарить значительные количества углерода. В этом случае концентрация дициана на выходе из реактора составляла 0,854% при степени конверсии углерода 8,83%. Уменьшение температуры азота с 7000 до 4200° К приводило к увеличению выхода продукта. Ниже 4200° К наблюдался неустойчивый режим работы дуги. [c.144]

Угольная дуга с графитовыми электродами создает хорошие условия для испарения тугоплавких соединений, вводимых в канал положительного электрода. Во время горения дуги на конце положительного электрода (анода) температура достигает почти 3900° К и быстро спадает вдоль оси электрода так, на расстоянии 10 мм. от конца электрода температура едва составляет 1500° К. Конец отрицательного электрода имеет более низкую температуру — около 3300° К при очень ограниченном размере катодного пятна. [c.49]

Четыре уравнения с пятью неизвестными не могут быть решены, но Ли и Гринвуд полуграфически нашли пределы, в которых решения возможны. Например, в 10-амперной медной дуге плотность тока может изменяться от 10 до 10 А/см и соответствующая температура пятна составляет 3400—4300 К. Найденный нижний предел тока находится между 2 и 10А, что хорошо согласуется с экспериментальным значением 4А. [c.40]

Почти во всех методах определения следов элементов применяют дугу постоянного тока. Графитовый электрод с пробой обычно служит анодом, сила тока в зависимости от применяемой методики достигает 30 а. Различные формы электродов приведены на рис. 1. Характерной особенностью дугового разряда является блуждание по электроду анодного пятна — места, в котором выделяется максимальное количество света и тепла. По мере увеличения силы тока анодное пятно растет, постепенно занимая всю торцовую поверхность электрода. При силе тока 15 а диаметр дугового шнура (3 мм) может быть равен диаметру электрода, при дальнейшем увеличении силы тока выше указанного значения дуга унсе становится высокоинтенсивной. В отличие от обычной дуги температура высокоинтенсивной дуги возрастает по мере увеличения силы тока. По этой причине интенсивная дуга трудно поддается управлению (электроды быстро сгорают, содержимое кратера рассыпается, выгорают защитные поляроидные стекла камеры) и для анализа ее обычно не применяют. [c.151]

В паузах между импульсами разряда искры или дуги переменного тока и на участках, примыкающих к местам безынерционного испарения (к катодному и анодному пятнам дуги и к кратеру выброса факела в искре), интенсивность разрушения электрода увеличивается с ростом температуры и падением точки плавления и испарения. Температура на поверхности электрода растет с увеличением плотности подводимого к ней потока тепла и уменьшением ее теплопроводности, теплоемкости и плотности. Вследствие этого эрозия гетерогенных (многофазных) сплавов в ряде случаев селективна. Преимущественно разрушаются составляющие, имеющие более низкук> теплопроводность, теплоемкость, плотность и температуру плавления. [c.62]

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]

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]

Чаще всего имеют дело с дугами с раскаленным катодом, температура которого составляет несколько тысяч градусов. Наиболее нагретой частью катода является катодное пятно. Усиленное испускание электронов (термоэлектронов) катодом есть одно из условий существования электрической дуги. Однако существуют дуги и с холодными электродами (например, ртутная дуга). Дуговой разряд в этом случае поддерживается автоэлект-ронной эмиссией катода, обусловленной туннельным прохождением электронов сквозь потенциальный барьер, образованный двойным электрическим слоем на поверхности катода. Не исключена также возможность,, что источником Эотектрических зарядов в дуге с холодными электродами, горящей при высоких давлениях, служит термическая ионизация нагретого газа около катода. [c.444]

Сопоставление фактов тепловой природы эрозии и повышения температуры поверхности электродной дорожки приводит к целесообразности применения сканирования дуги по поверхности электрода. При этом пятно, перемещаясь по заданному закону, все время должно находиться на предварительно охлажденной поверхности электрода, а не на своем следе. При магнитном сканировании привязка дуги перемещается возвратно-поступательно под действием пондермоторной силы, обусловленной магнитными полями двух или более магнитных линз, включаемых поочередно и образующих бегущее магнитное поле, которое совершает возвратно-поступательное движение в заданных пределах вдоль торцевого цилиндрического электрода и увлекает за собой привязку дуги с электродным пятном. [c.589]

Имеется еще трудность, связанная с тепловыми потерями с катодного пятна из-за теплопроводности материала катода. Опыты с катодами различной толщины, охлаждаемыми водой, показывают, что катодное падение, а следовательно, и энергия, потребляемая в катодном слое, практически не зависит от потерь через теплопроводность. Отсюда следует, что эти потери едва ли зависят от изменений распределения температуры на расстояниях, больших по сравнению с размерами катодного пятна. Для дуги с медными электродами в при / = о° al M , Т =2000° К и /=10 а потери через теп- [c.288]

При небольшой скорости передвижения катодного пятна можно сделать допущение, что поверхность металла в точке соприкасания дуги успевает прогреваться, и тем устранить противоречие опыта с термоэлектронной теорией дуги. Но наблюдались случаи, когда дуга перемещалась по поверхности металлического катода со скоростью, исключающей возможность достаточного прогревания катода. Такова дуга, получаемая между неподвижным металлическим анодом в виде щтифта и катодом в виде вращающегося металлического диска (рис. 222) [1700]. С достаточной достоверностью подсчитано, что температура катода в этих опытах никак не может быть выше нескольких сот градусов, что совершенно [c.514]

Электроизоляционные материалы, предназначенные для высоковольтных устройств, работающих при повышенных температурах, должны обладать высокой электрической прочностью, большим со противлением, хорошим качеством иоверхности. Любые дефекты поверхности высо-ковольтной изоляции (жировые -пятна, -микротрещины, абсорбированные из воздуха влага и газы, твердые частицы) способствуют снижению поверхностного сопротивления и появлению при сравнительно невысоких напряжениях ползучих разрядов, что впоследствии приводит и к образованию проводящих мостиков. При работе высоковольтных устройств между токоведущими частями могут возникать электрические коронные или искровые разряды, которые могут стать причиной наруше)1ия работоспособности изоляции. При проектировании таких устройств выбор -материалов должен производиться с учетом их -ма-ксимальной дугостойкости, т. е. сиособ юсти противостоять действию над его поверхностью электрической дуги. По убывающему значению дугостойкости полимерные материалы -можно расположить пр1гме[И(о п такой же ряд, как они располагались по убывающей термостойкисти (см. 1,2). [c.32]

При элюировании пластинок в ненасыщенной камере фронт растворителя в центре пластинки может двигаться быстрее, чем по краям, в результате пятна одного и того же соединения расположатся на слое не рядом, а по дуге. Этот эффект объясняется испарением растворителя с краев пластинки. Расположение пятен может меняться в зависимости от летучести растворителя, температуры и скорости элюирования. Чтобы устранить это явление, камеру необходимо насытить парами растворителя, как уже говорилось выше. Можно также соскоблить адсорбент с краев пластинки [43]. Так, Карпичка [46] не получил удовлетворительных результатов при работе с камерами для разделения, выстланными фильтровальной бумагой, и использовал для разделения пластинки со слоем адсорбента в виде клина, расширяющегося кверху. [c.131]

Если в тлеющем разряде увеличивать силу тока, то после некоторой предельной величины, связанной с размерами электродов, начинает увеличиваться и плотность тока на катоде. Последняя возрастает еще больше, если одновременно повышать давление, что ведет к сжатию разряда, к уменьшению его поперечного сечёния. В результате количество энергии, выделяющееся на единице работающей поверхности катода, возрастает и его температура повышается. Если катод мал, то он может раскалиться весь, если его размеры велики, то на поверхности катода появляется раскаленное пятно, из которого исходит разряд, теперь уже перестающий быть тлеющим и переходящий в дуговой (дуга с горячим катодом). [c.46]

Дуга переменного тока. Дуги между твердыми электродами при атмосферном давлении либо совсем не горят на переменном токе, либо горят очень скверно. Это связано с тем, что за время паузы тока катодное пятно успевает остыть и прекращается термоэлектронная эмиссия. Для поддержания стационарного разряда такую дугу следует поджигать каждые полпериода. Впрочем, если теплопроводность электродов мала, а сила тока велика,то за 0,01 сек температура катодного пятна не успевает сильно понизиться и разряд может возобновиться после смены знака напряжения. В остальных случаях дугу следует поджигать каждые 1/2 периода пропусканием высоковольтного электрического импульса через дуговой промежуток. [c.263]

У сырого каучука при комнатной температуре характерная точечная картина диффракции рентгеновских лучей начинает появляться в области 200—300% растяжения. Она увеличивается в интенсивности за счет аморфного галло по мере возрастания растяжения. Тот факт, что пятна только немного вытягиваются, или удлиняются, при небольших растяжениях, доказывает, что кристаллиты образуются преимущественно с осями, параллельными направлению растяжения, в противоположность кристаллитам, образующимся при затвердевании нерастянутого каучука, которые ориентированы хаотично, вызывая картину колец, характерную для кристаллического порошка (диаграмма Дебая — Шеррера). Геман и Филд [41] наблюдали, однако, что при замораживании каучука, растянутого менее, чем на 100%, могли получиться диаграммы, на которых пятна были заметно вытянуты, образуя дуги окружности. Эти картины представляли состояние, промежуточное между ориентированным и беспорядочным. Более того, при замораживании каучука, умеренно растянутого, пятна стремились удлиниться это показывает, что кристаллы, образующиеся при последующем охлаждении, хуже ориентированы, чем те, которые образовались сразу после растяжения. [c.156]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология