Плазмообразующие газы.

Плазмообразующие газы оказывают большое влияние на характеристики плазменной струи и, следовательно, должны быть наделены определёнными качествами:

- высоким показателем теплопереноса;

- инертностью;

- высоким значением энтальпии;

- небольшой стоимостью.

В качестве плазмообразующих газов используют водород, аргон, азот, а также их смеси. Для плазмы должны соблюдаться следующие условия: энергия ионизации должна быть меньше кинетической энергии частиц вещества и энергии связи атомных ядер, это условие выполняется при определённом соотношении между числом заряженных частиц, температурой электронов и диаметром камеры плазматрона d_камеры = 5(Т_е/N)^1/2, то есть в данном объёме должно содержаться определённое количество заряженных частиц достаточное для того, чтобы уход электрода на стенки камеры компенсировался возникновением электронного поля, и при этом соблюдалось условие квазинейтральности.

В зависимости от энергии ионизации, начальная температура существования плазмы находится в пределах (3000-10000)К.

Создание плазмы из одноатомных газов требует подвода меньшей энергии, так как для двух атомов требуется дополнительная теплота диссоциации. При рекомбинации атомов в молекулы в холодной зоне теплота диссоциации высвобождается, повышается эффект использования теплоты струи плазмы. Для большинства процессов нагрева двухатомные газы выгоднее одноатомных, однако, как пример, использование водорода вызывает сильную эрозию сопла плазматрона. Для работы с азотом, по мимо требующихся больших мощностей, необходимо наличие в технологическом процессе высоких напряжений. У азота при температуре в 5500К такое же теплосодержание, что и у аргона при температуре в 380К. однако выделение тепла из плазмы двухатомных газов сопровождается сравнительно небольшим падением температуры, а при использовании аргона – температура плазмы с отдачей тепла быстро падает.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: