Студопедия
Новини освіти і науки:
МАРК РЕГНЕРУС ДОСЛІДЖЕННЯ: Наскільки відрізняються діти, які виросли в одностатевих союзах


РЕЗОЛЮЦІЯ: Громадського обговорення навчальної програми статевого виховання


ЧОМУ ФОНД ОЛЕНИ ПІНЧУК І МОЗ УКРАЇНИ ПРОПАГУЮТЬ "СЕКСУАЛЬНІ УРОКИ"


ЕКЗИСТЕНЦІЙНО-ПСИХОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ПОРУШЕННЯ СТАТЕВОЇ ІДЕНТИЧНОСТІ ПІДЛІТКІВ


Батьківський, громадянський рух в Україні закликає МОН зупинити тотальну сексуалізацію дітей і підлітків


Відкрите звернення Міністру освіти й науки України - Гриневич Лілії Михайлівні


Представництво українського жіноцтва в ООН: низький рівень культури спілкування в соціальних мережах


Гендерна антидискримінаційна експертиза може зробити нас моральними рабами


ЛІВИЙ МАРКСИЗМ У НОВИХ ПІДРУЧНИКАХ ДЛЯ ШКОЛЯРІВ


ВІДКРИТА ЗАЯВА на підтримку позиції Ганни Турчинової та права кожної людини на свободу думки, світогляду та вираження поглядів



Контакти
 


Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция






Методика розрахунку дугових плазмотронiв лiнiйної схеми

Вихідними даними для розрахунку є наступні параметри:

1. Номінальна потужність плазмотрона.

2.Діапазон регулювання потужності, мінімальна та максимальна потужність.

3. Робочий тиск газу у розрядній камері.

4. Склад плазмоутворюючого газу.

Методика розрахунку складається з кількох основних розділів:

а) розрахунок робочих електричних, газодинамічних та геометричних параметрів;

б) теплові розрахунки та розрахунки теплотехнічних характеристик плазмотрона;

в) розрахунок ресурсу роботи плазмотрона.

Визначаються: Робоче значення напруги дуги (U), ентальпія (температура) плазмового струменя, тепловий коефіцієнт корисної дії (h), витрата плазмоутворюючого газу (G), внутрішній діаметр вихідного електрода (d), його довжина (l), безперервний ресурс роботи плазмотрона.

Розрахунок плазмового генератора починається із визначення потужності плазмотрона, яка забезпечує нагрівання та прискорення потрібної кількості дисперсного матеріалу. Аналіз існуючих серійних та експериментальних установок плазмового напилення дозволяє оцінити питомі енерговитрати g на нагрівання матеріалу. При напиленні керамічних матеріалів вони складають : 7¸12 кВт год. / кг ; для металевих матеріалів - 3¸8 кВт год. / кг.

Маючи на увазі, що

(2.1)

одержуємо :

, (2.2)

де Рå - сумарна потужність плазмотрона, кВт ; Gm- продуктивність напилення, кг/год.

Проводиться також тепловий розрахунок елементів плазмового генератора. На рис.2.1 наведені основні принципові схеми дугових плазмотронів лінійної схеми.

Рис.2.1. Принциповi схеми плазмотронiв:

а - плазмотрон з гладким каналом; б - iз ступiнчастим анодом; в - iз між електродною вставкою

 

У процесі розрахунку використовується система рівнянь, до якої входять:

Вольт-амперні характеристики плазмотрона з гладким вихідним електродом при роботі на повітрі та азоті:

, (2.3)

при роботі на газоповiтрянiй суміші:

(2.4)

для метану (CH4) A=1; для пропану (C3H8) A=2.5; для бутану (C4H10) A=3.4; для пропан-бутану (50% пропану i 50 % бутану) А=2.7,

при роботі на аргоні :

, (2.5)

де U - напруга на дузі, В; I - струм, А ; G - вагова витрата плазмоутворюючого газу, кг/с ; d - діаметр анода, м; р - тиск плазмоутворюючого газу Н/м2 ; n - вміст вуглеводневого газу в суміші.

Вольт-амперні характеристики плазмотрона із ступінчастим вихідним електродом при роботі на повітрі та азоті:

, (2.6)

при роботі на газоповітряній суміші :

, (2.7)

при роботі на аргоні :

(2.8)

Вольт-амперні характеристики плазмотрона з МЕВ при роботі на газоповітряній суміші :

,(2.9)

для метану А=1; для пропану А=2.5; для бутану А=3.4; для пропан-бутану А=2.7, при роботі на повітрі :

,(2.10)

Тепловий к.к.д. плазмотрона при роботі на повітрі або азоті, канал гладкий :

, (2.11)

 

Тепловий к.к.д. плазмотрона при роботі на аргоні, повітрі або азоті, канал ступінчастий :

(2.12)

Тепловий к.к.д. плазмотрона при роботі на газоповітряній суміші, канал гладкий:

(2.13)

для метану А=1; для пропану А=2.5; для бутану А=3.4; для пропан-бутану А=2.7.

Тепловий к.к.д. плазмотрона при роботі на газоповітряній суміші, канал ступінчастий :

(2.14)

Тепловий к.к.д. плазмотрона з МЕВ при роботі на повітрі :

(2.15)

Тепловий к.к.д. плазмотрона з МЕВ при роботі на газоповітряній суміші:

(2.16)

для метану А=1; для пропану А=2.5; для бутану А=3.4; для пропан-бутану А=2.7.

Потужність, яка вкладається в дугу, Вт:

(2.17)

Енергія струменя , який витікає із плазмотрона, Вт:

, (2.18)

де h, hn відповідно текуче і початкове значення ентальпії плазмового струменя.

Наведена система не замкнена, тому додатково вводимо ще дві умови, які встановлюють взаємодію між параметрами, які шукаються.

Одна з цих умов, встановлена дослідним шляхом, визначає, що при температурі плазмового струменя Т=(3000¸6000) К і тиску в дуговій камері p=(1-5)105 Н/м2=0,1-0,5 МПа, відносна довжина вихідного електрода приймається рівною:

l/d=7¸8 і l3/d3 =3¸4 (2.19)

 

Із умови (2.19) витікає, що діаметр електродугової камери повинен бути

, (2.20)

Звичайно приймають

d = (1.1 ¸ 1.3) dкр, (2.21)

Для розрахунку газоповітряних плазмотронів можна використовувати спрощену формулу :

(2.22)

де e - питомий енерговнесок у дугу, кВт год./м3 ,

(2.23)

Довжина l2 вихідного електрода надає істотне значення на напругу і струм дуги. Зміною l2 (при заданих G, d2, p) досить просто регулювати напругу U і потужність Р. l2 знаходиться по формулі:

(2.24)

Перевіряємо достовірність взятого значення теплового КПД ηT. Для цього проводиться розрахунок ηT по формулі:

, (2.25)

де i=l1/d1 + l2/d2 + l3/d3.

У плазмотронах, які використовують кисневі та азотні компоненти суміші застосовуються термохімічні катоди з активною цирконієвою або гафнієвою вставкою, які допускають граничний струм для цирконію - 350 А і для гафнію - 400 А. Термоемісійні катоди спроможні витримувати значно більші струми ( до 1000 А і більше ), але приймаючи до уваги підвищення питомої ерозії анода, струм дуги обмежується 400 - 500 А.

У плазмотронах, які розробляються, доцільно використовувати серійні термохімічні катоди. Це катоди типу ОБ 1541, ОБ 1542, ЕСР-02, ЕСМ-01, ЕП-03. На рис. 3.4 наведені основні характерні розміри цих електродів. У табл. 3.2 наведені технічні характеристики серійних електродів.

Рис 2.2 Основні типи серійних термохімічних електродів

 

Рис 2.3 Основні типи серійних термоемісійних електродів

 



Читайте також:

  1. VІ. Структурно-логічні схеми
  2. Алгоритм маркетингового розрахунку цін.
  3. Алгоритм розрахунку апаратів псевдозрідженого шару.
  4. Алгоритм розрахунку майбутньої вартості ануїтету
  5. Алгоритм розрахунку майбутньої вартості грошей за простими і складними відсотками
  6. Алгоритм розрахунку ризиків за загрозою відмова в обслуговуванні
  7. Алгоритм розрахунку та підбору технологічного обладнання
  8. Алгоритм розрахунку температури поверхні чипу ІМС процесора
  9. Алгоритм розрахунку теперішньої вартості ануїтету
  10. Алгоритм розрахунку теперішньої вартості грошей за простими і складними відсотками
  11. Алгоритми та блок-схеми
  12. Апаратура і методика проведення густинного гамма-гамма-каротажу




Переглядів: 847

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Плазмові розпилювачі | Приклад розрахунку плазмотрона

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

© studopedia.com.ua При використанні або копіюванні матеріалів пряме посилання на сайт обов'язкове.


Генерація сторінки за: 0.005 сек.