Главная | Обратная связь

Квазинейтральность плазмы дуги. Дебаевский радиус экранирования.

Определение плазмы как ионизированного газа является недостаточным. Не всякий ионизированный газ –плазма. Одним из основных признаков плазмы -квазинейтральность ионизированного газа. Квазинейтральность определяют временным масштабом разделенного заряда и пространственным масштабом.Временной масштаб

 

-плазменная частота колебаний частиц (е), которую называют ленгмюровской.

Пространственный масштаб определяет min радиус пространства (V) при котором разделение зарядов становится нейтральным.

 

 

Если рассчитать для электрической дуги, то можно определить, что в

радиусе разность концентраций е,i обеспечивает электрическую нейтральность плазмы дуги в этом объеме при атмосферном давлении.

Строение дуги.

Сварочная дуга- устойчивый, длительный разряд в газовой среде между электродами находящимися под напряжением. Этот разряд – источник тепла и используется для нагрева металла при сварке . Сварочная дуга выделяет не только тепловую, но и световую энергию. Сварочная дуга возбуждается при подключении к сварочному источнику электрической энергии достаточной мощности (несколько кВт). Электроды (анод + и катод -). Под действием напряжения электроны движутся к аноду, а положительно заряженные ионы к катоду. ПР этом плотность электронов в дуге превышает плотность ионов. Поэтому ток в дуге определяется потоком электронов. Питание дуги может быть постоянным и переменным. При переменном токе полярность электродов меняется с частотой определяемой источником. В сварочной дуге через газ находящимся между электродами протекает электрический ток, что возможно при наличии электрически заряженных частиц. В обычных условиях молекулы газа нейтральны. Заряженные частицы возникают в результате эмиссии электронов и ионизации молекул и атомов. Под действием напряжения между электродами электроны движутся к аноду, а положительно заряженные к катоду. При этом как известно количество электронов в дуге значительно превышает количество ионов. Поэтому ток в дуге в основном определяется потоком электронов.

Электрическая дуга - сложная система, зависит от многих факторов и способов регулирования. Обладает свойствами саморегулирования. Дуговой разряд протекает при минимальном напряжении, величина которого обеспечивает устойчивое горение. В сварочной дуге различают 3 области:

- катодная (катодное пятно)

- анодная

- столб дуги.

В анодной и катодной областях плотность тока выше, чем в столбе дуги и соответственно в этих областях на участках небольшой длины большие напряжения электрического поля.

E_K определяется несколькими длинами свободного пробега ионов

 

 

Напряженность столба дуги распределяется неравномерно, но по сравнению с катодом и анодом имеет меньшие значения.

Общий ток дуги

Столб дуги – область дугового разряда между катодом и анодом, состоящая из смеси электронов, положительно и отрицательно заряженных ионов и нейтральных атомов.

Общее падение напряжения в столбе дуги пропорционально напряженности

 

Основные понятия и уравнения расчета тепловых процессов при сварке. Расчетные схемы свариваемых тел. Теплофизические коэффициенты и граничные условия.