Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Металлургия -> Коротеев А.С. -> "Плазмотроны: конструкции, характеристики, расчёт" -> 47

Плазмотроны: конструкции, характеристики, расчёт - Коротеев А.С.

Коротеев А.С. Плазмотроны: конструкции, характеристики, расчёт — М.: Машиностроение, 1993. — 296 c.
ISBN 5-217-01342-7
Скачать (прямая ссылка): plazmatorikonstrukciiharakteristi1993.djvu
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 99 >> Следующая


экранирующим эффектом холодного рабочего тела.

4.5. ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЛАЗМОТРОНОВ

Термический КПД монотонно растет с ростом секундного массового расхода рабочего тела. С точки зрения достижения максимальных значений КПД выгодно увеличивать массовый расход вплоть до значений, при которых начинается неустойчивое горение. Однако в большинстве практически важных случаев такое увеличение КПД лимити-

135
Т-10'3 К Рис. 4.21. Зависимость среднемассовой

температуры рабочего тела (азот), на

выходе из плазмотрона от расхода при

/ * 5000 А, d = const кр

ровано потребным уровнем выходной энтальпии. Из зависимости среднемассовой энтальпии рабочего тела на выходе из

плазмотрона от изменения секундного

массового расхода (рис. 4.21) видно,

о 25 so 75 юоG, г/с максимум энтальпии, соот-

ветствующий некоторому расходу. Объясним физические причины появления максимума на кривых h(G) и ПО.

Для плазмотронов, в которых вращение разряда организовано таким образом, что разряд набегает на среду, уже испытавшую его воздействие, т.е. в случае, когда t > / (/ = d/u, т = nDu ),

пр об пр об д

температура рабочего тела непосредственно за разрядом растет с ростом отношения uju, что при одинаковых значениях силы тока и

магнитной индукции означает рост этой температуры с уменьшением массового расхода. Однако при поперечном обтекании разряда температура непосредственно за разрядом может расти лишь до значений, близких к граничной температуре разряда. Граничная температура Г , в свою очередь, зависит от рода рабочего тела, поскольку она

гр

соответствует температуре, при которой электропроводность близка к нулю. При дальнейшем снижении массового расхода поперечный размер разряда увеличивается, расширяется зона его шунтирования и резко падает термический КПД как из-за роста потерь теплоты в зоне горения разряда, так и из-за относительного роста потерь теплоты в тракте истечения. Как следствие» снижается энтальпия на выходе.

Таким образом, при выборе режимов, соответствующих максимальным значениям выходной энтальпии Л^, не следует уменьшать расход

ниже значения С , определяемого соотношением

С, * Р/(Н - Л ). (4.38)

1 гр вх

Причем уровень этой максимальной энтальпии зависит только от организации теплообмена в тракте истечения, и он тем выше, чем короче тракт и чем меньше закрутка рабочего тела.

136
Приведенные рассуждения в принципе верны для всех плазмотронов с магнитной стабилизацией дугового разряда. Однако в зависимости от схемы плазмотрона максимальная температура может быть получена при различных значениях расхода газа. Так, в двухдуговом плазмотроне потери теплоты существенно меньше из-за меньшей поверхности, обтекаемой горячим газом. При этом сам уровень термического КПД и уровень температур на близких режимах значительно увеличиваются, а максимум температуры достигается при меньших расходах. На двухдуговом плазмотроне (см. рис. 1.3) максимальная температура нагрева воздуха 6000 К достигалась при расходе 0,05 кг/с и диаметре критического сечения сопла 20 мм. При этом давление в плазмотроне составляло 0,3 МПа.

Однодуговой плазмотрон с боковым выходом газа (см. рис. 1.9) по температуре нагрева воздуха и КПД несколько уступает двухдуговому плазмотрону. При расходе 30 г/с, силе тока 6 кА получен режим со средней температурой горячего газа 5500 К.

В однодуговом плазмотроне со смесительной камерой (см. рис. 1.2, б) тепловые потери больше и максимальная температура нагрева воздуха составляет только 4500 К.

Увеличение магнитного поля ведет к росту скорости вращения разряда, что, в свою очередь, вызывает два противоположно действующих явления. С одной стороны, вследствие увеличения отношения тангенциальной скорости движения разряда к осевой скорости рабочего тела растет температура в зоне за разрядом. Но этот рост имеет место только до значения = Л^. С другой стороны, с

ростом магнитного поля растут тепловые потоки от нагретого газа в стенки и, следовательно, падает термический КПД плазмотрона. В результате зависимость h(B) должна иметь характер, показанный на рис. 4.22, причем снижение магнитной индукции ограничено условием получения тангенциальных скоростей, обеспечивающих приемлемый тепловой режим электрода. В результате на относительно малых расходах газа трудно достигнуть режимов, соответствующих максимальным значениям выходной энтальпии.

Рис. 4.22. Характер зависимости среднемас-

совой энтальпии рабочего тела на выходе из плазмотрона от индукции магнитного поля

в

137
0,8

0,6

---°°~1
о
< >
о >
Предыдущая << 1 .. 41 42 43 44 45 46 < 47 > 48 49 50 51 52 53 .. 99 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама