Студопедия
Новини освіти і науки:
Контакти
 


Тлумачний словник






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 αкр =1608,6 м/с;

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

- початкова енатльпія hп=3·105 Дж/кг;

- кінцева ентальпія hк=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=1.3dкр.

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 νφ=175 м/с, сумарна площа отворів Fφ=G/(ρ νφ) складе 58.3·10-6 м2, при кількості отворів рівному 8, діаметр кожного з них розраховуємо по формулі дорівнюватиме dφ=3·10-3 м.

,

де dе – 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




<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>
Методика розрахунку дугових плазмотронiв лiнiйної схеми | Розрахунок ресурсу роботи анода

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

 

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


Генерація сторінки за: 0.001 сек.