Plasmatron

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 10. oktober 2020; verifikation kræver 1 redigering .

En plasmabrænder er en teknisk enhed, hvori der, når en elektrisk strøm løber gennem et udladningsgab, dannes plasma , som bruges til forarbejdning af materialer eller som en kilde til lys og varme. Bogstaveligt talt betyder en plasmabrænder en plasmagenerator (producent).

Oprettelseshistorie

De første plasmabrændere dukkede op i midten af det 20. århundrede i forbindelse med fremkomsten af materialer, der er modstandsdygtige over for høje temperaturer, og udvidelsen af produktionen af ildfaste metaller. En anden grund til udseendet af plasmabrændere var det elementære behov for varmekilder med høj effekt. Bemærkelsesværdige egenskaber ved plasmabrænderen som et instrument for moderne teknologi er:

Opnåelse af ultrahøje temperaturer (op til 150.000 °C i gennemsnit opnås 10.000-30.000 °C), uopnåelige ved afbrænding af kemiske brændstoffer.
Kompakthed og pålidelighed.
Nem strømstyring, nem start og stop af plasmabrænderens driftstilstand.

Typer af anvendte plasmabrændere

Bue:

Med en lige bue .
Med en indirekte bue.
Med elektrolytiske elektrode(r).
Med roterende bue.
Med roterende elektroder.

Høj frekvens:

induktion
kapacitive

Kombineret:

De arbejder med den kombinerede virkning af højfrekvente strømme (HFC) og under afbrænding af en bueudladning , herunder med kompression af udladningen af et magnetfelt.

Anvendelsesområder for plasmabrændere

svejsning og skæring af metaller og ildfaste materialer
aflejring af ion-plasma beskyttende belægninger på forskellige materialer (se Plasma sprøjtning )
påføring af keramisk termisk barriere , elektrisk isolerende belægninger på metaller (se Plasmasprøjtning )
metalopvarmning i øser under åben ild produktion
opnåelse af nanodispergerede pulvere af metaller og deres forbindelser til metallurgi
rumfartøjsmotorer
termisk behandling af meget giftigt organisk affald
Syntese af kemiske forbindelser (for eksempel syntese af nitrogenoxider osv., se Plasmakemi )
Pumpning af gaslasere med høj effekt .
Plasmagennemtrængning af hårde klipper.
Oliefri optænding af pulveriserede kulkedler på kraftværker.
Smeltning og raffinering (rensning) af metaller under plasma-bue-omsmeltning.

Funktioner af de materialer, der anvendes i konstruktionen

Bue plasma fakler

Plasmabrænderen på en lysbueplasmabrænder har mindst en anode og en katode , hvortil en jævnstrømsforsyning er tilsluttet. Til afkøling bruges kanaler, normalt vasket med vand.

Højfrekvente plasmabrændere

Højfrekvente plasmabrændere er elektrodeløse og bruger induktiv eller kapacitiv kobling med en strømkilde. Da for passage af højfrekvent strøm gennem væggene i udledningskammeret, skal sidstnævnte være lavet af ikke-ledende materialer, som sådan anvendes som regel kvartsglas eller keramik . Da elektrisk kontakt mellem plasmaet og elektroderne ikke er nødvendig for at opretholde en elektrodeløs udladning, anvendes gasdynamisk isolering af væggene fra plasmastrålen, hvilket gør det muligt at undgå deres overdrevne opvarmning og begrænses til luftkøling.

Anvendelsen af sådanne kemisk stabile materialer gør det muligt at anvende luft , oxygen , vanddamp , argon , nitrogen og andre gasser som arbejdsmedium .

Mikrobølgeplasmabrændere

Plasmatroner af denne type er baseret på en mikrobølgeudladning , normalt i en resonator, gennem hvilken en plasmagas blæses.

Litteratur

Zhukov M.F. Elektriske lysbuegasvarmere (plasmatroner). - M. : Nauka, 1973. - 232 s.

Yu. P. Konyushnaya. Opdagelser af sovjetiske videnskabsmænd. - Del 1. - M .: Publishing House of Moscow State University, 1988.

Popov VF, Gorin Yu. N. Processer og installationer af elektron-ion-teknologi. - M . : Højere. skole, 1988. - 255 s. — ISBN 5-06-001480-0 .

Vinogradov M.I., Maishev Yu.P. Vakuumprocesser og udstyr til ion- og elektronstråleteknologi. - M . : Mashinostroenie, 1989. - 56 s. - ISBN 5-217-00726-5 .