Теплообмен в плазмотронах

Влияние магнитного поля на теплообмен характеризуется а) воздействием на профиль усредненного течения нагретого газа и б) воздействием на уровень турбулентности. Для того чтобы определить, сколь существенно это влияние в конкретных условиях коаксиального плазмотрона, оценим значение числа Стюарта - безразмерного параметра, характеризующего интенсивность магнитогидродинамического взаимодействия, определяемого как [c.111]

КПД плазменной струи снижается с увеличением расстояния от среза сопла плазмотрона до изделия вследствие увеличения потерь на теплообмен струи с окружающей средой. Эти потери резко возрастают при переходе от ламинарного режима течения струи к турбулентному. Потери увеличиваются также с увеличением расхода плазмообразующего газа, так как возрастают потери в окружающую среду и снижается температура струи. [c.18]

Теплообмен плазмы со стенками в плазмотронах характеризуется рядом особенностей, существенно осложняющих его анализ и затрудняющих расчет. Эти особенности определяются в основном а) диссоциацией и частичной ионизацией в газе б) наличием магнитного поля в) излучением, из-за которого нельзя использовать расчетные методы, основанные на автомодельности профилей температуры и энтальпии, так как последние изменяются по длине из-за отличия от нуля div q г) наличием развитой турбулентности в зоне горе11ИЯ [c.110]

Запишем выражение для эффективной мощности плазмотрона в виде Р = Ul(l - к Будем рассчитьшать теплообмен в камере при истечении высокотемпературного газа с начальной энтальпией = = Р(1 - к )/G (значения к определяются на основе экспери- [c.115]

Исследования, проведенные на элек-тродуговом плазмотроне с магнитной круткой анодного пятна электрической дуги и с подачей в качестве плазмообразующей среды азота или воздуха (рис. 12), показали, что данный способ позволяет интенсифицировать теплообмен дисперсного материала с плазменным потоком, кроме того, за счет сложной траектории движения частиц порошкового материала, совершающих одновременно вращательное и поступательно-возвратное перемещения, увеличивается время нахождения исходного материала в плазменном потоке. Все это позволяет более эффективно использовать теплосодержание плазменного потока. Однако данный способ ввода исходного материала имеет и существенные недостатки. Так, при смешении встречных потоков происходит интенсивная турбули-зация плазменной струи, следствием чего являются значительные потери тепла в окружающее пространство. Температура плазменного потока снижается, и в ряде случаев за счет этого может существенно снизиться эффективность технологического процесса. Кроме того, требуется высокая стабильность параметров процесса, связанных с работой плазмотрона и устройством подачи исходного сырья. [c.28]

Теплосодержание газа по мере нагрева исходного материала уменьшается, и теплообмен плазмы с введенным матер1ш-лом идет менее интенсивно. При протекании электрического тока через область нагрева. материала происходит непрерывное выделение энергии и процесс является изотермическим, так как температура потока в этом случае меняется незначительно. Это подтверждается экспери.ментальными данными В. В. Кудинова и др. [43], полученными при изменении места ввода порошка в плазмотрон (рис. 22). Так, при вводе порошка вблизи катода Ппр достигает 15 о, в отличие от 3—5% при вводе пороип<а у среза сопла плазАютрона, куда дуга не доходит (см. схему расположения дуги в канале на рис. 22). [c.43]

Многоразрядные плазмотроны могут быть выполнены по схеме со встречными струями (рис. 58, 6) или с параллельно соединенными разрядами (рис. 58, в), питаемыми от общего ВЧ-генератора. Такие ВЧИ-плазмотроны, как и многодуговые, позволяют за счет интенсивного турбулентного перемешивания плазменных струй существенно интенсифицировать теплообмен исходного материала с плазменным потоком. Поэтому многоразрядные плазмотроны с суммарной мощностью, равной мощности одноразрядного плазмотрона, обеспечивают увеличение к. п. д. технологического процесса и коэффициента использования материала. [c.108]

Нестабильность местоположения приэлектродных участков дуги определенным образом влияет и на параметры самой дуги, так как с появлением различных колебаний и пульсаций возрастает теплообмен дуги со стенкой разрядного канала и, например, к. п. д. плазмотрона уменьшается. Процессы крупно- и мелкомасштабного шунтирования дуги нроводящ,ей стенкой канала достаточно подробно исследованы [30]. Значительно меньше исследованы нестабильности приэлектродных участков дуги на стержневых электродах. Так, для катодного участка аргоновой дуги на острозаточенном вольфрамовом катоде с углом при вершине 60° характерны низкочастотные (единицы герц и менее) и высокочастотные (десятки герц) колебания местоположения катодного пятна и приэлектродного участка дуги (рис. 70), которые влияют не только на электрические, но и на тепловые характеристики дуги [48, т. 1, с. 223]. [c.130]

Темпгратура плазмы электрической дуги в плазмотроне. Она является одной из важнейших характеристик, определяющих электроплазменные процессы. В отличие от свободно горящих дуг, где отвод тепла в окружающую атмосферу осуществляется Б основном естественной конвекцией, дуги, стабилизированные стенками дугового канала, характеризуются значительно более интенсивным вынужденным теплообменом. Величину температуры и ее распределение в большинстве случаев определяют экспериментально, хотя существуют некоторые теоретические модели дуги, [c.137]

ВНИИЭСО. Калориметрическим способом определялся тепловой поток в две заготовки, одновременно находящиеся под воздействием плазменной струи, т. е. нагревание проводилось косвенным методом. Обе заготовки помещали на одинаковом расстоянии от плазмотрона они одинаково омывались потоком ионизированного газа. В зависимости от условий эксперимента, в частности от электрической мощности, подведенной к плазмотрону, тепловая мощность, введенная в каждый из калориметров, находилась в пределах 12... 20 кВт. Затем к одной из заготовок подключали <гплюс источника питания, и дуга становилась для нее вынесенной. Различие между тепловыми потоками в заготовку, подключенную к цепи и неподключенную, находилось в пределах 2,4... 3,4 кВт при изменении силы тока от 200 до 320 А. Как следует из этого эксперимента, доля теплового потока, создаваемого теплообменом газа с нагреваемым объектом, в общем тепловом потоке составляет 80... 85%. [c.32]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...