Плазменные установки

Плазменный нагрев Дуга, свободно горящая в воздухе, имеет температуру столба К. Если сжать ее потоком газа, то температура столба может возрасти до (10-20) К и более. Такая дуга более устойчива, может достигать значительной длины, имеет большую плотность тока, повышенный градиент потенциала в столбе дуги, большую концентрацию мощности. Ее называют стабилизированной дугой. Стабилизация дуги может быть достигнута и обжатием ее магнитным полем.

Устройства, в которых электрическая энергия превращается в тепловую энергию потока низкотемпературной плазмы, называются плазмотронами. Дуговые плазмотроны можно подразделить на высоковольтные (2-6 кВ, А) и низковольтные ( В, 2-10 кА). У первых дуга более длинная, с развитой поверхностью, приспособленной для нагрева газов, у вторых более концентрировано выделение энергии.

Виды плазмотронов а) с параллельным током газа; б) с закрученным током газа; в) с обжатием дуги магнитным полем соленоида. Для того, чтобы газ оказывал на дугу стабилизирующее действие, его скорость должна быть весьма большой, даже большей скорости звука.

Различают плазмотроны прямого действия, когда анодом является обрабатываемый материал, и косвенного действия, когда анодом является корпус плазмотрона, а нагрев осуществляется выходящим из сопла плазменным факелом.

Области применения плазмотронов Нагрев газов (получение ацетилена из природного газа); Спецэлектрометаллургия; Плазменная сварка и резка металлов; Напыление и нанесение покрытий; Порошковая металлургия. Переработка твердых бытовых отходов.

Электронно-лучевые установки

Принцип электронного нагрева Если поместить два электрода в глубокий (10 -2 – Па) вакуум и нагреть катод до температуры более 2000 К, то он начнет эмитировать электроны. Если ускоряющая разность потенциалов достаточно велика, то при подходе к аноду электроны приобретают такую скорость, а значит и кинетическую энергию, что оказываются способными разогревать анод своими ударами. При этом электрическая энергия превращается в тепловую в тонком поверхностном слое металла.

Свойства электронного нагрева При очень больших скоростях электронов в результате бомбардировки анода электронным пучком возникает рентгеновское излучение. Если ускоряющее напряжение превосходит 20 кВ, то приходится принимать меры по защите персонала от рентгеновского излучения. При напряжении до 40 кВ установки заключают в стальной кожух толщиной не менее 15 мм. При больших напряжениях кожух обкладывают свинцовыми листами.

Оборудование ЭЛУ Состоит из Устройства для формирования электронного пучка (электронная пушка); Рабочей камеры с расплавляемым электродом и кристаллизатором; Откачной системы; Высоковольтный источник постоянного тока Система автоматического управления..

Схемы ЭЛУ с радиальными пушкамис аксиальной пушкой