Расчёт электродугового плазмотрона косвенного действия
Подождите немного. Документ загружается.
6 НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА СТУДЕНТА
В научно-исследовательской работе студента необходимо исследовать
зависимость влияния длины разрядного канала на величину теплового КПД
плазмотрона.
Для решения поставленной задачи воспользуемся системой уравнений
(2.1) – (2.3), ранее использованной в разделе 2. Считаем расход газа G,
диаметра разрядного канала d, давление р, начальную h
H
и конечную h
энтальпию известными постоянными величинами. Неизвестными величинами
будут: напряжение U, сила тока I, коэффициент полезного действия
.
;)(1290
25.0
3.0
15.0
2
dp
d
G
dG
I
U
(6.1)
;)(1085.5
1
5.0
3.0
27.0
27.0
2
5
d
l
dp
d
G
dG
I
(6.2)
.
)(
IU
hhG
Н
(6.3)
Решая систему уравнений (6.1) - (6.3) найдем для различных значений
длины разрядного канала l величину теплового коэффициента полезного
действия. Полученные данные занесем в таблицу, и построим график:
Таблица 6.1 – Зависимость теплового КПД от длины разрядного канала
l 0.129 0.141 0.153 0.165 0.177 0.189 0.201 0.213 0.225 0.237
0.513 0.495 0.478 0.462 0.447 0.433 0.419 0.406 0.394 0.382
21
Рисунок 6.1 – Зависимость теплового КПД от длины разрядного канала
22
ВЫВОДЫ
Таким образом, в курсовой работе рассчитан плазмотрон
косвенного действия со следующими характеристиками: напряжение на дуге –
225 В, ток дуги - 340 А, тепловой КПД составляет 44%, мощность плазмотрона
составляет около 76.5 кВт. Рабочий газ – воздух, начальная температура
которого составляет 300 К, конечная – 6000 К. Катод – стержневой. Анод –
цилиндрический гладкий. Ресурс работы плазмотрона – 9.4 часа.
Определены и построены вольтамперная и тепловая характеристики.
В работе были даны рекомендации по выбору источника питания,
который должен предоставить достаточное напряжение для пробоя,
необходимое для запуска плазмотрона.
Для плазмотрона, рассмотрены возможные варианты его
технологического использования: плазменное напыление защитных покрытий,
поверхностная плазменная обработка металлов и строительных материалов.
Кроме того, в научно-исследовательской работе было исследовано
влияние длины разрядного канала на величину теплового КПД. Исследование
показало, что с увеличением длины разрядного канала тепловой КПД падает,
что объясняется расходом тепла дуги на прогрев анода, и его теплопотери.
23
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК
1 Основы расчета плазмотронов линейной схемы / Под ред. М.Ф. Жукова.
– Новосибирск, 1979. – 146 с.
2 Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и
жидкостей. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Наука, 1972. – 720 с.
3 Электродуговые плазмотроны и источники их питания. Конспект
лекций / Сост. В.Л. Дзюба. – Алчевск: ДГМИ, 1993. – 57 с.
4 Промышленное применение низкотемпературной плазмы: Учеб.
пособие. – Алчевск: ДГМИ, 1993. – 59 с.
5 Электродуговые и высокочастотные плазмотроны в химико-
металлургических процессах / В.Л. Дзюба, Г.Ю. Даутов, И.Ш. Абдуллин. – К.:
Вища шк., 1991. –170 с.
24