Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Плазменные струи в дуге


Плазменные струи могут существовать в дуге в виде потоков пара, газа или их смеси.

При маленьких токах (меньше ЗОА) это движение вызывается подъемными силами, возникающими из-за того, что плотность горячей плазмы меньше плотности окружающей атмосферы. Дуги, в которых характер движения газа определяется свободной конвекцией, относятся к слаботочным дугам. Благодаря действию этих подъемных сил и наблюдается «прогиб» разряда в виде дуги в газовой (?) разряде низкой интенсивности.

При увеличении тока возникает гидродинамическое течение со скоростями, значительно превышающими скорости, обусловленные естественной конвекцией. Течение газа сильноточных дуг направлено обычно от стрежневого катода к плоскому аноду и называется катодной струей. Газовый поток входит в зону W- дуги в районе катода и уходит в радиальном направлении вблизи анода.

Давление в дуге возникает под действием электромагнитных сил (сил Лоренца). Радиальное сжатие (пинч-эффект) обратно пропорционально сечению, по которому идет ток. Следовательно, при стержневом катоде и плоском аноде оно постепенно убывает от катода к аноду. Наибольшее давление по оси столба при токе и его плотности составляет

(5.15)

где - скорость света в вакууме; скорость струи – (5.16)

тут - коэффициент, зависящий от размерности, - плотность плазмы.

Для W-дуг типична колоколообразная форма (рис 5.1), расширяющаяся к аноду. Область перед катодом здесь подобна электромагнитному насосу, который забирает газ из среды и выбрасывает его к аноду.

Скорость газа в катодной струе W-дуги может иметь порядок , что соответствует (М – число Маха). Поэтому гидродинамику этой струи можно исследовать методами теоретического течения несжимаемой жидкости. При сварке Me-дугой возможны скорости струй до 104 м/с (10 км/с).

Плазменные струи обычно направлены перпендикулярно поверхности электродов и их интенсивность увеличивается с ростом тока.

В Me-дугах возникает встречные струи как на катоде, так и на аноде. Иногда они могут располагаются концентрически: внутренняя – от электрода к пластине, а наружная – от пластины к электроду, причем, анодные струи часто движутся быстрее, чем катодные. Скорость их движения равна примерно 103 м/с. Причиной сжатия дуги у плоского анода может быть охлаждение слоя газа в прианодной зоне.

Всякое сжатие дуги может послужить причиной возникновения плазменной струи из-за появления градиента давления. Это равно видно на рис. 5.6., где между угольными электродами показана в двух положениях (а,б) охлаждаемая водой медная пластинка S с отверстиями. На катоде возникает струя. На широком аноде ее нет. В отверстии возникают струи, направленные в обе стороны.



В обычной дуге сужение (в т.ч. и струи) возникает только вблизи электродов. Инжектирование струи горячего, хорошо проводящего газа или пара способствует возникновению «сердечника» столба, характерного для мощной дуги.

Такой сердечник возникает также в связи с отрицательным наклоном кривой и теплопроводность – температура, имеющимся после максимума диссоциации или ионизации. Его иногда называют стержнем или шнуром диссоциации (ионизации).

Если плазменная струя сообщает «жесткость» дуге вблизи катода, то в этом случае можно говорить о дуге, стабилизированной катодной струей (потоком).

Рассмотрение приэлектродных областей дуги показало, что катодная область, служащая источником электронов, определяет основные свойства дуги. Исходя из вида катодов, сварочные дуги целесообразно разделить на две группы: а) металлические (Me-дуги) в парах с плавящимися холодными катодами и б) дуги в газах, с неплавящимися термокатодами. В качестве примера последних рассматриваются W-дуги.

Обычные Me-дуги отличаются сравнительно низкой (менее 3000-4000К) температурой катода , близкой к температуре кипения металла электродов, и их интенсивным испарением; высокой плотностью тока в катодном пятне дуги ( ), с блужданием и неустойчивостью катодного пятна на жидком металле электрода; катодным падением напряжения , соизмеримым с паров металла ( ); анодным падением напряжения , мало зависящим от металла электродов ( ); температурой столба дуги ~ 5000К.

Наиболее вероятным механизмом появления электронов в катодной зоне Me-дуг при можно считать автоэлектронную эмиссию. Однако, значения плотности тока требуют дальнейшей опытной проверки.

Обычно W-дуги отличаются сравнительно высокой температурой катода ; плотностью тока на катоде ; отсутствием катодного пятна; малым газовой среды; анодным падением напряжения , не превышающим , температурой столба дуги, доходящей до и выше, основным механизмом эмиссии электронов в W-дугах можно (?)

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Баланс энергии дуги | Магнитогидродинамика сварочной дуги

Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 484; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.002 сек.