Дуговой разряд малой мощности в паровоздушной среде и в струе электролита при атмосферном давлении

• Автор: Садриев, Рамиль Шамилевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 116 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ДУГОВОГО РАЗРЯДА МАЛОЙ МОЩНОСТИ ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ
1.1 Устройства формирования плазмы
1.2 Виды плазменной дуги
1.3 Плазменная резка и сварка металлов
1.4 Параметры электрической дуги
1.5 Структура электрической дуги прямого действия
1.6 Методы исследования плазмы электрической дуги
1.7 Постановка задачи
ГЛАВА II ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДУГОВОГО РАЗРЯДА И ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПЛАЗМЕННОМ СТОЛБЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ
2.1 Описание структурной схемы, устройство и принцип работы
2.2 Дуга постоянного тока
2.3 Структура общей электрической схемы
2.4 Электронная схема фазового управления разрядом
2.5 Электронная схема амплитудного управления разрядом
2.6 Схема задержки управления
2.7 Схема пересчета импульсов управления
2.8 Схема формирования импульсов поджига

2.9 Схема управления источника
2.10 Усовершенствованный метод определения распределения
температуры в плазменном столбе электрической дуги
ГЛАВА III ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАЗМЫ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ
3.1 Исходные уравнения
3.2 Расчетная область
3.3 Метод решения
3.4 Граничные условия
3.5 Последовательность и результаты расчета
ГЛАВА IV РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ ДУГОВОГО РАЗРЯДА МЕЖДУ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ЭЛЕКТРОДАМИ В ВОЗДУХЕ, ПАРОВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ И В СТРУЕ ЭЛЕКТРОЛИТА РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ СВАРКИ ДУГОЙ ОБРАТНОЙ ПОЛЯРНОСТИ
4.1 Результаты экспериментальных исследований дугового разряда между металлическими электродами (медь, латунь, сталь) в воздухе, паровоздушной среде и в струе электролита различного состава (техническая вода, ИаС1,
Си Б О.; в технической воде концентрации электролита от 5% до насыщения)
4.2 Способ плазменной сварки дугой обратной полярности
ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ВВЕДЕНИЕ
Повышенный интерес к исследованиям плазменного состояния вещества возник в середине XX века. Он был обусловлен заманчивыми перспективами решения всех энергетических; проблем на Земле путем реализации-управляемых реакций термоядерного синтеза (УТС) [1,2].
Выделение большого количества- энергии в; реакциях ядерного' синтеза; обусловлено наблюдаемым эффектом дефекта масс. Расчеты показывают, что при синтезе 1 г атомов гелия (Не4) из атомов дейтерия и трития может выделиться 180000 квт/час энергии: Из-за большой1 величины сил
отталкивания одноименных зарядов (протонов) реакция синтеза ядра; может протекать только при очень высоких температурах - миллионы и более градусов [2-5], поэтому эти? реакции называют термоядерными. На Солнце и. звездах реакции термоядерного синтеза протекают постоянно. При таких высоких температурах любое вещество может существовать лишь в., плазменном состоянии.
Успешные работы по мирному освоению1 атомной; энергии в 50-е годы вселили надежду на быстрое решение проблемы УТС. Неисчерпаемые запасы термоядерного топлива - дейтерия и трития в водах Мирового океана были; открыты еще в 1934г. Э;Резерфордом с сотрудниками [5]. К тому же, реакции; УТС практически не дают радиации, и более эффективны, чем реакции ядерного распада. Однако внешняя простота и изящество идеи« УТС натолкнулись на- практике на- ряд непредвиденных проблем: Возникла необходимость глубоких и фундаментальных исследований плазменного состояния вещества.
Плазма — это четвертое, наиболее распространенное в природе состояние вещества, представляющее собой ионизированный; газ, который содержит электроны, положительно заряженные ионы, нейтральные и возбужденные

4) На аноде, при “замореженном” пограничном слое выделяется энергия при рекомбинации электрона и атома на поверхности анода еУ; (еУг потенциал ионизации атомов плазмообразующего газа).
5) Энергия диссоциации (в случае молекулярных газов) еУлисс.
Как правило, в результате высокой скорости движения плазмы ионы не успевают рекомбинировать в пограничном слое до соприкосновения с поверхностью и рекомбинируют на самой поверхности и вся энергия ионизации V; и диссоциации Удисс выделяется на поверхности анода [6, 50] Поэтому пограничный слой, в котором происходят процессы рекомбинации и диссоциации как бы “заморожен” [26], нечувствителен к этим процессам.
Столб электрической дуги: Столб электрической дуги это основная и наиболее протяженная зона сварочных и плавильных дуг. Его длина может быть от миллиметров (сварка) до десятков сантиметров (плавильные дуги). Столб электрической дуги не является цилиндрическим и имеет конусную форму [27,51]. Конусность столба электрической дуги1 определяется соотношение радиальной и аксиальной составляющих скорости [61].
Столб электрической дуги характеризуется слабым отклонением плазмы от термодинамического равновесия, что позволяет использовать для расчета параметров столба дуги уравнения переноса, записанных в приближении локального термодинамического равновесия [27,50,52,72].
1.6 Методы исследования плазмы электрической дуги
Методы исследования любого физического объекта, в том числе и плазмы электрической дуги, можно разделить на две группы экспериментальные и теоретические. Преимущества экспериментальных методов состоит в том, что исследуются реальные физические объекты и, следовательно, получаемые в результате параметры и характеристики адекватно описывают исследуемый объект при корректной постановке эксперимента. Однако