• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Приклад розрахунку плазмотрона

Провести розрахунки плазмотрона зворотної дії, робочий газ повітря, початкова температура повітря (на вході) Т₁=300К, кінцева температура повітря (на виході) Т₂=6000К, витрати повітря G=2,2∙10^-3 кг/с, тиск повітря на виході з плазмотрона p=10⁵ Па.

Катод - стрижневий, анод - циліндричний гладкий, стабілізація дуги – газо- вихрова.

Потрібно визначити наступні параметри: робочі значення напруги U та струму I, тепловий коефіцієнт корисної дії η, геометричні розміри електродугового камери (l, d) і катода, що забезпечують високий ресурс роботи системи.

Схема розраховується плазмотрона представлена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схема плазмотрона

Плазмотрон складається з катода 1, катодотримача 2, системи подачі робочого газу 3, анода 4.

Для розрахунку розмірів плазмотрона задамося наступними константами

- критична швидкість звуку при 6000 К α_кр =1608,6 м/с;

- критична густина повітря при 6000 К ρ_кр =0,035 кг/м³;

- початкова енатльпія h_п=3·10⁵ Дж/кг;

- кінцева ентальпія h_к=15,402·10⁶ Дж/кг.

При розрахунку параметрів плазмотрона скористаємося наступними рівняннями:

- вольтамперної характеристики

(3.1)

- теплового КПД плазмотрона

(3.2)

- енергії витікаю чого струменя

(3.3)

Представлена система рівнянь не замкнута, тому необхідно ввести ще одну умову, яка встановлює взаємозв'язок між параметрами, які знаходяться. Ця умова визначає відсутність теплового запирання в каналі циліндричного електрода. З цією метою внутрішній діаметр електрода вибирається на 10-30% більше критичного. У нашому розрахунку приймемо d=1.3d_кр.

Тоді ми можемо розрахувати діаметр розрядного каналу плазмотрона за наступною формулою

м (3.4)

Вирішуючи отриману систему рівнянь за допомогою MathCAD, отримаємо

Таким чином , отримаємо наступні характеристики: сила струму – 340А, напруга дуги – 225В, тепловий ККД – 44%. Потужність розрахованого плазмотрона складає 76 кВт.

Розрахуємо діаметр отворів, через які подається повітря у вихрову камеру. Для ефективності стабілізації дугового розряду на осі каналу газовим вихром і зниження ерозії матеріалу катода, викликаної впливом плями дуги, необхідно забезпечити швидкість газу на виході з кільця закрутки в межах 150-200 м/с.

При початковій температурі повітря Т=300 К, p=5·10⁵ Н/м², ρ =5,88 кг/м³, обраної тангенціальної складової швидкості ν_φ=175 м/с, сумарна площа отворів F_φ=G/(ρ ν_φ) складе 58.3·10^{-6 м2}, при кількості отворів рівному 8, діаметр кожного з них розраховуємо по формулі дорівнюватиме d_φ=3·10^-3 м.

,

де d_е – діаметр електроду, м.

Читайте також:

1. I. Культура учебного труда как теоретическая и прикладная проблема педагогической психологии
2. Абсолютні синоніми (наприклад, власне мовні й запозичені) в одному тексті ділового стилю вживати не рекомендується.
3. Алгоритм маркетингового розрахунку цін.
4. Алгоритм однофакторного дисперсійного аналізу за Фішером. Приклад
5. Алгоритм розрахунку апаратів псевдозрідженого шару.
6. Алгоритм розрахунку майбутньої вартості ануїтету
7. Алгоритм розрахунку майбутньої вартості грошей за простими і складними відсотками
8. Алгоритм розрахунку ризиків за загрозою відмова в обслуговуванні
9. Алгоритм розрахунку та підбору технологічного обладнання
10. Алгоритм розрахунку температури поверхні чипу ІМС процесора
11. Алгоритм розрахунку теперішньої вартості ануїтету
12. Алгоритм розрахунку теперішньої вартості грошей за простими і складними відсотками

Переглядів: 820