Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Топ:
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Дисциплины:
2017-05-22 | 638 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
План лекции:
1. Математическое описание плазменной струи многоподовых реакторов.
2. Схемы трехдуговых плазменных печей.
3. Работа с плазодуговыми плазматронами.
Анализ показал целесообразность осуществления некоторых плазмохимических процессов в реакторе с подачей нескольких плазменных струй в поток исходного сырья, т. е. в многодуговом плазмохимическом реакторе. При разработке многодугового реактора возникает необходимость в математических обобщениях, позволяющих рассчитывать смешение плазменной струи со сносящим потоком газа. В первую очередь необходимо изучить характер проникновения плазменной струи в поток холодного газа. Струя может быть условно разделена на два участка, отличающихся характером взаимодействия газовых потоков. На первом участке происходит взаимодействие плазменной струи со сносящим, а на втором - со спутным потоком. Второй участок в свою очередь может быть разделен на первичную и вторичную зоны. Первичная зона характеризуется наличием центрального ядра, в котором параметры струи остаются постоянными. Во вторичной зоне параметры струи изменяются как по ее длине, так и по сечению.
Траектория оси плазменной струи описывается уравнением вида
= [ +(0,262-0,067lgq) ]-1. (115)
При у->оо из уравнения можно получить зависимость для определения дальнобойности плазменной струи в сносящим потоке газа
= (0,262-0,067lgq)-1. (116)
Указанные зависимости справедливы при 50-q-1000. Длину первого участка можно определить из (выражения
x = y = h = Dc(0,262-0,067lgq)-1. (117)
В смесительной камере многодугового реактора можно создать условия для оптимального перемешивания реагирующих сред. Эти условия реализуются при выполнении соотношения
|
ψ = = 1, (118)
где ρω 2 - характерный гидродинамический параметр плазменной струи на оси реактора; ρ2 - гидродинамический параметр сносящего потока; FЯ - площадь сечения ядра, образующегося, при соударении плазменных струй; F2 - площадь сечения канала истечения сносящего потока.
Рисунок 46. Схема многодугового подогревателя газа
Выведены зависимости для расчетов величин, входящих в уравнение, которые могут быть представлены в виде, удобном для инженерного расчета стадии смешения многодугового реактора.
В работе представлены результаты исследования равномерности поля температур как одного из основных факторов, определяющих эффективность перемешивания разнотемпературных струй в многодуговом реакторе. В основу исследования положена цилиндрическая камера с взаимно перпендикулярными вводами в нее холодной и высокотемпературных струй (рис. 46). Последние поступают из трех однофазных плазмотронов переменного тока, установленных: в плоскости, перпендикулярной оси камеры.
Процесс энерго- и маосообмена между струями идет по- всему объему настолько интенсивно, что уже на расстоянии двух калибров температурное поле обладает высокой равномерностью.
Камеры смешения с многодуговыми подогревателями, обладающие достаточно высокими кинематическими и динамическими характеристиками и высоким КПД, в настоящее время являются наиболее перспективными для практического применения с целью создания на их основе реакторных устройств, предназначенных для переработки газообразных, жидких и, особенно, дисперсных видов сырья.
Плазменная печь с керамическим тиглем (ПП) является разновидностью обычной дуговой печи, в которой вместо графитизированных электродов устанавливают один или несколько плазматронов, а кожух, свод, сливное отверстие и рабочее окно выполняют герметичными и для подачи напряжения на нагреваемый металл в подину встраивают подовый электрод (рис.47, а).
|
1- плазмотрон, 2- герметичная камера, 3- подовый электрод, 4- кристаллизатор, 5- футеровка печи, 6- свод печи
Рисунок 47. Схема трехдуговых плазменных печей с керамическим тиглем (а) и водоохлаждаемым кристаллизатором (б)
Работающие плазменные печи с керамическим тиглем являются результатом реконструкции дуговых печей емкостью 5-10 т. Плазматроны ПП с огнеупорной ванной работают на постоянном токе прямой полярности - катодом служит верхний водоохлаждаемый плазматрон, а анодом - ванна. От брызг металла и шлака катод защищен медным водоохлаждаемым соплом.
Находящийся в контакте с металлом подовый электрод обычно изготовляют водоохлаждаемым из меди. Ведутся работы по замене таких электродов на более надежные металлокерамические.
Плазменную дугу успешно используют как источник нагрева в установках рафинирующего переплава расходуемых металлических электродов на слитки в медных водоохлаждаемых кристаллизаторах. Разработанная Институтом электросварки им. О. Е. Патона печь плазменно-дугового переплава (ПДП) для получения слитков массой до 5 т из жаропрочных, нержавеющих и конструкционных сталей состоит из плавильной камеры, плазматронов, кристаллизатора, механизма вытягивания слитка и питающей энергосистемы (рис. 47,б).
Плавильную камеру ПДП изготовляют из двух конусов. К верхнему - крышке камеры - крепят через изоляторы камеру расходуемой заготовки с механизмом подачи и патрубки для радиальных плазматронов и датчика уровня ванны. Нижний конус снабжают фланцем для установки плиты кристаллизатора и камеры слитка с механизмом его вытягивания и разгрузки, а также патрубками для смотровых систем визуального контроля процесса переплава, установки механизма подачи флюса и вакуумпровода.
Из укороченного водоохлаждаемого кристаллизатора (два медных пояса и один стальной) слиток вытягивают в камеру слитка токоведущим штоком. Подъем и опускание камеры со слитком осуществляют с помощью гидропривода.
Расходуемый литой или кованый электрод из стали или сплава определенной марки соединяют с водоохлаждаемым штоком, закрепленным верхним концом в траверсе телескопической стойки, перемещающейся вверх и вниз от электромеханического или гидравлического привода.
Через уплотнители и изоляторы в верхней камере устанавливают плазматроны. Шестиплазматронную установку питают трехфазным током промышленной частоты. При этом плазматроны объединяют в два блока (по три в каждом) с питанием от отдельных силовых трансформаторов. Для стабилизации температуры электродных пятен в цепь плазматрон-ванна от выпрямителя подают дополнительно постоянную составляющую силы тока. Цепь между плазматронами замыкают по ванне кристаллизатора. Перед плавлением расходуемую заготовку устанавливают в плавильную камеру, затем ее герметизируют и заполняют соответствующим газом (аргоном, гелием, азотом). Расход газа на промывку камеры составляет ~12 м3. Заготовку опускают до упора в затравку кристаллизатора, включают плазматроны и наводят жидкую ванну. Затем включают механизм вытягивания слитка из кристаллизатора.
|
При установившемся режиме переплава массовая скорость плавления заготовки равна массовой скорости кристаллизации слитка. Заготовка плавится под действием тепла плазменных дуг, тепловой энергии от тока, проходящего через анод (при подключении к источнику питания) и отраженного тепла жидкой ванны и плазменных струй. Образующаяся при этом не торце электрода пленка жидкого металла и стекающие в кристаллизатор капли взаимодействуют с атмосферой печи и рафинируются.
Слитки ПДП имеют плотную макроструктуру и хорошую поверхность, не требующую обработки перед прокаткой и ковкой. Мелкая ванна в слитке ПДП приводит к практическому отсутствию в его головной части усадочной раковины и рыхлости. Он имеет периферийную зону мелких кристаллов и зону крупных, перпендикулярных оси ориентированных кристаллов. Зона равноосных кристаллов в центре слитка отсутствует. В печах ПДП сталь легируют азотом до концентраций, в 2-3 раза превышающих его обычную равновесную растворимость в ней, так как скорость поглощения азота металлом из газовой фазы на порядок выше, чем во всех других плавильных агрегатах. Это позволяет отказаться от использования для легирования стали азотсодержащих ферросплавов - феррохрома, ферромарганца, феррованадия и др.
Процесс рафинирования в установках ПДП приближается к процессу ЭЛП, поскольку он позволяет регулировать скорость кристаллизации слитка, поддерживать высокий температурный уровень ванны в кристаллизаторе, обеспечивать низкое парциальное давление выделяющихся газов и примесей. ПДП отличается от ЭЛП простотой конструкции установки, отсутствием сложного высоковольтного оборудования и более высокой производительностью. По возможностям рафинирования расплава от летучих примесей цветных металлов процесс ПДП уступает ЭЛП.
|
Вопросы
1. Основные уравнения смешения плазменных струй с газом.
2. Подогреватель газа (плазмодуговой).
3. Области использования многодуговых плазматронов.
Литература
1. Чередниченко В.С. Плазменные электротехнологические установки: учебник для вузов / В.С. Чередниченко, А.С. Аньшаков, М.Г. Кузьмин. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. – 602 с.
2. Жуков М.Ф. Электродуговые генераторы термической плазмы / И.М. Засыпкин, А.Н. Тимошевский и др. – Новосибирск: Наука, 1999. – 712 с.
3. Влияние уступа в выходном электроде на эффективность работы двухкамерного плазмотрона / А.С. Аньшаков, Э.К. Урбах и др. // Теплофизика и аэромеханика. – 2006. – Т. 13, № 3. – С. 493–500.
4. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65с.
|
|
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!