1tom347
13. ELEKTROTERMIA 696
cieplnej właściwej, zapakowanych w materiały przepuszczające mikrofale oraz wymagających zachowania struktury, co jest istotne w odniesieniu do substancji sypkich. Z bardziej znanych zastosowań wymienić należy nagrzewanie w procesach: wulkanizacji profili gumowych (stosuje się je także w skojarzeniu z konwencjonalnym nagrzewaniem ciepłym powietrzem lub z metodą promiennikową), pasteryzacji środków spożywczych (m.in. chleba), liofilizacji produktów spożywczych oraz preparatów medycznych, suszenia wyrobów cienkowarstwowych (forniry, skóry) oraz substancji proszkowych (przemysł chemiczny i farmaceutyczny), sterylizacji nasion, rozmrażania (także przechowywanych organów ciała do celów chirurgicznych), kruszenia (skał, betonu). W tym ostatnim przypadku są stosowane promienniki mikrofalowe. Najbardziej powszechne zastosowanie znalazły mikrofalowe urządzenia grzejne w gospodarstwie domowym i gastronomii do przygotowywania potraw oraz rozmrażania.
13.11. Nagrzewanie plazmowe
13.11.1. Istota metody
Nagrzewanie plazmowe jest to nagrzewanie elektryczne oparte na wykorzystaniu energii strumienia izotermicznej niskotemperaturowej plazmy gazowej.
Plazma jest stanem materii, w którym częściowo lub całkowicie zjonizowany gaz zawiera praktycznie taką samą liczbę swobodnych jonów dodatnich i elektronów. Tak więc pod względem elektrycznym jej stan jest quasineulralny. Plazmę niskotemperaturową (zimną) cechują energie cząstek 0,4-^6,5 eV (1 eV w skali energetycznej w odniesieniu do cząstek jednoatomowych o trzech stopniach swobody ruchu odpowiada ok. 7700 K). Wiąże się to z częściową jonizacją gazu. Jeśli średnia energia kinetyczna elektronów, jonów i cząstek obojętnych, a więc i ich temperatury są w przybliżeniu jednakowe, to plazmę nazywa się izotermiczną lub quasirównowagową. Cechuje ją duża konduktywność, a więc można ją nagrzewać elektrycznie [13.6], [13.23).
Plazmę często dzieli się na nisko- oraz wysokociśnieniową (omawianą w niniejszym punkcie), przy czym wartością graniczną jest ciśnienie atmosferyczne p = 98 kPa. Gaz roboczy może być czynnikiem wykorzystywanym wyłącznie do przekazywania energii cieplnej do wsadu (nagrzewanie pośrednie), może to być też substrat reakcji chemicznych realizowanych w plazmie (nagrzewanie bezpośrednie).
13.11.2. Generacja strumienia plazmy niskotemperaturowej
Proces ten realizuje się najczęściej metodami elektrycznymi, a służą do tego plazmotrony. Zc względu na metodę podtrzymywania plazmy wyróżnia się plazmotrony lukowe, indukcyjne, pojemnościowe, mikrofalowe oraz indukcyjno-łukowe, a także paliwo-wo-elektrycznc (rys. 13.40). Najbardziej są rozpowszechnione plazmotrony łukowe, a wśród nich: z katodą prętową (zasilanie napięciem stałym), z elektrodami wnękowymi (zasilanie napięciem stałym lub przemiennym), z elektrodami pierścieniowymi (zasilanie napięciem przemiennym) oraz z elektrodami w wykonaniu specjalnym (zasilanie stało- lub przemiennonapięciowe, a także mieszane) [13.15].
Parametry plazmy łukowej: zakres temperatur roboczych 4000-t- 50 000 K, koncentracja mocy do 40 kW,/cm3, gęstość prądu w kolumnie łukowej do 108 A/m2, wydatek gazu 5 — 1500 m3/h. Sprawność plazmotronów łukowych 50 -r- 90%.
Plazmotrony z katodą prętową mają geometrię cylindryczną. Anoda jest wykonywana najczęściej z Cu lub ze stopu Cu—Ag w kształcie krótkiego bądź wydłużonego kanału o wylocie tworzącym dyszę. Koniec katody — wykonanej na ogół z wolframu lub wolframu torowanego —jest umieszczony w komorze wyładowczej. Gaz roboczy (Ar, lecz także He, H, N) jest wprowadzany do komory równolegle do osi plazmotronu (rys. 13.40a). bądź prostopadle (stycznie do powierzchni wewnętrznej), co powoduje odpowiednio osiowy bądź wirowy opływ kolumny łukowej. Przy pracy z gazami zawierającymi tlen, doprowadza się je do komory wyładowczej, zaś katoda jest omywana niezależnie gazem
Rys. 13.40. Plazmotrony; a) łukowy z katodą prętową (hik zewnętrzny); b) lukowy z katodą wnękową (łuk wewnętrzny); c) z elektrodami pierścieniowymi (łuk wewnętrzny); d) indukcyjny; e) pojemnościowy z elektrodami pierścieniowymi
1 — anoda, 2 katoda, 3 — komora, 4 — cewka, 5 łuk (strumień plazmy), 6 dysza. 7 elektrody pierścieniowe, 8 — głowica, 9 — rura kwarcowa, 10 — wzbudnik, 11 elektrody cylindryczne,
12 — generator wielkiej częstotliwości
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
1tom340 13. ELEKTROTERMIA 682 Rys. 13.32. Głębokość wnikania: a) rozkład gęstości prądu przy padaniu
1tom341 13. ELEKTROTF.RMIA 684 Ze względu na i/ę korzystnie jest więc eksploatow ać układ przy dużyc
1tom342 13. ELEKTROTERMIA 686 W przypadku tzw. układów krótkich, tzn. spełniających warunki: /, <
1tom343 13. ELEKTROTERMIA -688 Rys. 13.35. Zależność gęstości powierzchniowej mocy czynnej od głębok
1tom344 13. ELEKTROTERMIA 690 Rys. 13.37. Piece indukcyjne: a) kanałowy; b) tyglowy (bez pokrywy) 1
1tom345 13. ELEKTROTERMIA 692 Piece o częstotliwości sieciowej są zasilane podobnie jak kanałowe (tr
1tom346 13. ELEKTROTERMIA 694 — suszenie tekstyliów oraz półwyrobów przemysłu teks
1tom348 13. ELEKTROTERM1A 698 obojętnym. Strumień plazmy może być dodatkowo wprawiony w ruch przy uż
1tom349 13. ELEKTROTERMIA 700 wytwarzanie acetylenu i etylenu z węglowodorów, synteza cyjanowodoru,
1tom327 13. ELEKTROTERMIA 656 Tablica 13.7. Podstawowe właściwości materiałów
strona (169) Elektryczny opór właściwy danego materiału określamy jednostką nazywaną omometr (Qm). M
r3. Pomiary opornika Opór elektryczny jest właściwością fizyczną materii, przejawiającą się w
Strukturalne, elektryczne i optyczne właściwości kompleksów i materiałów molekularnychSprawozdanie z
1tom322 13. ELEKTROTERMIA -64613.2.2. Obliczanie oporów cieplnych W prostych przypadkach (zagadnieni
1tom326 13. ELEKTROTERM1A 654 Tablica 13.4. Podstawowe właściwości niektórych stopów austenitycznych
514 2 13. ELEKTROWNIE Z TURBINAMI GAZOWYMI 13. ELEKTROWNIE Z TURBINAMI GAZOWYMI Rys. 13.9. Schemat c
Czynniki wpływające na rezystywność elektron drgania cieplne defekty Materiały przewodzące to
więcej podobnych podstron