Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Дашкевич И.П. -> "Высокочастотные разряды в электротермии" -> 5

Высокочастотные разряды в электротермии - Дашкевич И.П.

Дашкевич И.П. Высокочастотные разряды в электротермии — Л.: Машиностроение , 1980. — 56 c.
Скачать (прямая ссылка): visokotochnierazryadi1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 23 >> Следующая

дукционного сквозного нагрева металла на нагрев газа. Вопросы применимости модели металлического цилиндра для нагрева газа рассмотрены в [5]. Однако, по крайней мере, две
'6000
2000
то
сг. со
5» **=> У \ - ^ Сз *
С5 \
сг.
-о \ р
\
\
О ОХ № 0,0 0,8 r/RK
в,
fa
УМ
Вк
В,
Г
&
а
Рис. 11. Пример радиального распределения удельной электрической проводимости в плазме аргона (г — текущий радиус, RK — радиус камеры)
Рис. 12. Расчетная схема системы индуктор — плазма
причины препятствуют сделать это в полном объеме. Первая из них заключается в том, что в случае газа диаметр разряда не является вполне определенной величиной. Выше было показано, что диаметр разряда зависит от подводимой мощности, расхода газа, диаметра разрядной камеры и других параметров. При индукционном нагреве металла диаметр нагреваемого объекта задан вполне определенно. Другой причиной является непостоянство удельной проводимости по сечению разряда. Эта причина тесно связана с радиальным распределением температуры в плазме. В периферийной зоне разряда, где темпераратура снижается
12
за счет холодных стенок разрядной камеры или за счет холодного потока газа, проводимость низкая. По направлению к оси разряда проводимость круто повышается (рис. 11). При индукционном нагреве металла изменение проводимости по сечению незначительно и без особой ошибки ее можно принять постоянной. Из рассмотрения рис. 11 становится понятной иеопределенг ность величины радиуса разряда. Такой характер распределения проводимости в плазме не дает возможности строго использовать ;известные соотношения индукционного нагрева. Пути решения задачи нагрева газа показаны в работе [18], где вводится понятие изотропной проводимости индукционного разряда. Однако для расчетов такое решение является сложным. Для большинства инженерных расчетов, допуская некоторую ошибку, можно воспользоваться известным случаем сквозного нагрева проводящего цилиндрического тела с постоянной ио всему сечению удельной электропроводностью [20]. Для этого случая составляющие электрического сопротивления системы индуктор — плазма определяются следующими выражениями в соответствии с расчетной схемой (рис. 12).
Для расчета приняты следующие обозначения:
Ai; Дг—глубина проникновения тока соответственно в материал индуктора и в плазму, м:
Ai = л/—-— « 503 а /;
V COjXoCTl V fai.
Д2= л/—-—« 503 д/ 4- ;
V (0|х0а2 V 102
f — частота тока, Гц;
(У\ — удельная электрическая проводимость материала индуктора, Ом~1«м‘"1;
02 — удельная электрическая проводимость плазмы, Ом-1-и-1;
|д.о = 4я-10~7 — магнитная проницаемость вакуума;
D\ — внутренний диаметр индуктора, м;
D* — диаметр плазмы (разряда), м; а—длина плазменного цилиндра, равная длине индуктора, м;
d\ — толщина стенки трубки индуктора, м;
Ь | — осевая длина витка индуктора, м; w — число витков индуктора; g = b\w/a — коэффициент заполнения; т = 02/{л/2 Дг) — относительная координата;
А} В — коэффициенты, зависящие от координаты ту значения которых приведены в табл. 2; kГ) kK — коэффициенты сопротивления, которые являются функциями относительной толщины стенки индуктора rfi/Ai и определяются по графикам [20]; k — коэффициент Нагаока, зависящий от отношения D/a, определяется по графику [20].
Активное сопротивление плазмы, Ом,
г2 = ntn2A/(<S2d). (4)
3 И. П. Дашкевич 13
2. Значения расчетных коэффициентов Л и В
m Л в т А в
0,0 0,0 • 1,0 5,0 0,24 0,28
0,5 0,031 0,99 6,0 0,21 0,24
1,0 0,12 0,98 8,0 0,16 0,18
1,5 0,25 0,91 10,0 0,13 0,14
2,0 0,34 0,77 15,0 0,09 0,09
2,5 0,38 0,62 20,0 0,0707 0,0707
3,0 0,36 0,5 25,0 0,0565 0,0565
3,5 0,33 0,41 30,0 0,047 0,047
4,0 0,29 0,36 40,0 0,0353 0,0353
Подставив значение т = D2f( л/2 А2), получим
г 2 = яОгтЛДсгЯ У^ГДг). (5)
Активное сопротивление индуктора, Ом,
ri = n?,fcr/(aiatf,g). (6)
При di/Ai > 2, как это следует из графиков [20], кг *=¦ /г* =» *= ^i/Ai; тогда выражение (6) можно записать
rx=*nDxl{oxagL\). (7)
Внутреннее реактивное сопротивление плазмы, Ом,
х2 =» пт2В/(<У2а). (8)
Эквивалентное реактивное сопротивление индуктора, Ом,
*э = xl + с {XS + *2 + [(*i + *2)S + rX\l•*<)}• (9)
Составляющие эквивалентного реактивного сопротивления индуктора определяются следующим образом. Внутреннее реактивное сопротивление индуктирующего провода, Ом,
х\ = nDxkx / (o'\cidxg). (10)
Реактивное сопротивление рассеяния индуктора, Ом,
xs = cdji2(Dj — О2) 10~7/a. - (11)
Реактивное сопротивление индуктора конечной длины, Ом,
*0-®я2^10-7/[(1 — ^)а]. (12)
Коэффициент приведения активного сопротивления плазмы
14
Электрический к. п. д. индуктора. Выражение для электрического к. и. д. может быть представлено в виде
Лэ — Р*!Р\ = Р2ЦР2 + Д/М» (14)
где Яг — мощность в плазме; Pi — мощность, подводимая к индуктору плазматрона; APi — мощность потерь в индукторе.
Так как P<? = l'\r2; Ар1 = /^г1, /1 — ток индуктора, выра-
жение (14) можно переписать в виде
г2 1
Лэ =
Гг + Г[ 1 Ч- r i/z*2
(15)
Если индуктор достаточно большой длины, то, подставив вместо Г1 и гг их значения из формул (7) и (5), получим
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 < 5 > 6 7 8 9 10 11 .. 23 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed