Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Дашкевич И.П. -> "Высокочастотные разряды в электротермии" -> 8

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 12 13 14 .. 23 >> Следующая

На первых порах развития индукционных плазматронов наиболее распространенным материалом разрядных камер являлось кварцевое стекло. Обычно камеры изготавливались из кварцевых труб прозрачного кварца диаметром от 30 до 100 мм с толщиной стенок I—3 мм (ГОСТ 8G80—73). Кварцевое стекло обладает высокой температурой плавления 1700 °С, низким коэффициентом линейного расширения а = 0,5-10“6. Недостаток кварцевого стекла — его невысокая механическая прочность, а в некоторых случаях и недостаточная термическая стойкость. У плазматронов, работающих при атмосферном давлении, обычно один конец трубы разрядной камеры делают открытым. Другой конец разрядной камеры закреплен в корпусе 2t к которому осуществляется подвод газа, образующего плазму. Корпус изготавливается из нержавеющей стали, латуни или алюминия. Применение обычной стали нежелательно, т. к. она быстро корродирует. Разрядная камера охватывается индуктором 3, состоящим из нескольких витков медной трубки.
Конструкции индукторов подробно рассмотрены в [19]. Здесь мы ограничимся только ‘замечаниями, относящимися к профилю сечения трубки индуктора. Обычно для индукционных нагревательных устройств рекомендуют прямоугольное сечение трубки индуктора. Однако, как показала практика эксплуатации индукционных плазматронов, более выгодным является круглое сечение. Острые кромки прямоугольной трубки могут явиться причиной электрических пробоев между витками индуктора, чему способствует также наличие высоких температур среды, окружающей индуктор. Индуктор, как правило, охлаждается водой. При необходимости корпус плазматрона также может охлаждаться водой.
По способу протекания плазмообразующего газа через разрядную камеру различают плазматроны с осевым, или аксиаль-
31
Рис. 15. Принципиальная конструкция плазматрона с продувкой газа
ным, газовым потоком и с тангенциальным, или вихревым, потоком. В плазматронах с осевым потоком плазмообразующий газ протекает вдоль оси цилиндрической разрядной камеры, т. е. перпендикулярно плоскости витков индуктора. В плазматронах с тангенциальным потоком газ движется внутри разрядной камеры по спирали с некоторым наклоном по отношению к плоскости витков индуктора. Возможно также комбинированное протекание газа, сочетающее осевой и тангенциальный потоки.
На рис. 16 показана конструкция плазматрона с осевым газовым потоком. Такие конструкции применяются, как правило,
Рис 16. Конструкция плазматрона с осевым потоком газа:
/—-корпус; 2—внутренняя кварцевая труба; 3—наружная кварцевая труба; 4—индуктор; 5-каналы для подвода газа
Рис. 17 Конструкция плазматрона с тангенциальным потоком газа:
/ — корпус; 2—кварцевая труба; 3— формирующее кольцо; 4 — каналы для нодвоца газа; 5—прокладки; 6—индуктор
в устройствах небольшой мощности, так как в них не обеспечивается интенсивное охлаждение стенок.
Разновидностью плазматронов с осевой подачей являются плазматроны, в которых применяется водяное охлаждение стенок разрядной камеры. Они могут применяться в более мощных устройствах. Интенсивность водяного охлаждения кварцевых разрядных камер ограничена их теплопроводностью и механической прочностью. Допустимый перепад температуры по толщине стенки из кварцевого стекла около 1000°С/мм Характерной особенностью плазматрона с осевой подачей газа является наличие двух кварцевых трубок, расположенных соосно. В такой конструкции подводимый газ разделяется на два потока, каждый из которых движется в осевом направлении. Поток, протекающий по внутренней трубке, является собственно плазмообразующим.
22
Второй поток, протекающий п узком кольцевом зазоре между наружной и внутренней трубками, практически в нлазмообразо-оании не участвует и служит для охлаждения стенок наружной трубки от теплового воздействия плазмы. Эффективная работа плазматрона с осевой подачей обеспечивается при отношении расходов газов во внешнем и внутреннем потоках, равном 2 : 1 или 3:1.
Другое требование, предъявляемое к конструкции плазматрона, — постоянство радиального зазора между внутренней и наружной трубками. Допустимые колебания величины зазора, установленные экспериментально, не более 10%. Обе трубки, как обычно, крепятся в корпусе. При необходимости в плазматрон по его оси может быть введена третья трубка, служащая для подачи обрабатываемого материала, например какого-либо порошка. Она также может быть выполнена из кварцевого стекла или металла. В последнем случае ее делают с двойными стенками для осуществления принудительного водяного охлаждения.
Плазматрон с тангенциальным потоком конструктивно прост (рис. 17). Разрядная камера изготавливается из кварцевой трубы. Тангенциальное движение плазмообразующего газа обеспечивается вводом его по касательной к стенкам камеры и достигается с помощью специального формирующего устройства, имеющего вид кольца с несколькими каналами. Оси каналов наклонены под углом около 5° по отношению к поперечному сечению камеры. Формирующее кольцо укрепляется в корпусе илазматроиа.
Применяются и иные конструкции, обеспечивающие образование тангенциального потока, который используется как для плаз-мообразоваиия, так и для охлаждения стенок разрядной камеры. Они обеспечивают устойчивую работу при большем уровне мощности, чем плазматроны с осевой подачей газа. Недостатком плазматронов с тангенциальной подачей газа является необходимость работать с большими расходами газа, так как только в этом случае обеспечивается достаточное охлаждение стенок камеры. Мы рассмотрели несколько конструкций плазматронов, характерной особенностью которых было наличие разрядной камеры, изготовленной из кварцевого стекла. Их общим достоинством является простота конструкции. Однако все они обладают существенным недостатком, который заключается в невозможности осуществить надежную работу в устройствах большой мощности. Так, для плазмы аргона в разрядной камере с кварцевыми стенками максимальная величина энтальпии, которая может быть получена без разрушения стенок, составляет 50 ккал/г-моль [14]. Это обстоятельство заставляет искать новые материалы для раз-рядных камер. Здесь перспективным является применение металлических камер с интенсивным охлаждением.
Предыдущая << 1 .. 2 3 4 5 6 7 < 8 > 9 10 11 12 13 14 .. 23 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed