Теплообмен при плазменном нагреве

Следует отметить, плазмотрон является разновидностью электротермических установок. Основными задачами теплового расчета ЭТУ являются:

1) определение полезной мощности, то есть мощности, идущей на нагрев обогреваемого изделия;

2) определение тепловых потерь ЭТУ;

3) расчет нестационарных температурных полей в нагреваемом изделии.

Плазмотроны – это электротермические установки, генерирующие потоки ионизированного газа – плазмы за счет энергии электрической дуги или электрического магнитного поля высоких и сверхвысоких частот.

Описание работы плазматрона и его расчет состоит в совместном рассмотрении процессов электродинамики, газодинамики, тепло - и массообмена решением соответствующих уравнений.

Для дугового плазматрона энергетический баланс единицы длины столба дуги записывается в виде уравнения Эленбаса – Геллера:

где - электропроводность;

Е – напряженность электрического поля;

- мощность излучения единицы длины дуги;

- плотность и теплоемкость (удельные);

- скорость движения;

Т – температура;

- теплопроводность плазмы.

Для плазмотрона с осевой стабилизацией дуги уравнение энергетического баланса имеет вид

- мощность электрической дуги;

- полезная мощность, идущая на нагрев газа;

- мощность потерь излучением (5-10 % от );

- мощность конвективных потерь в стенку плазматрона;

- мощность тепловых потерь в электрод.

Лекция 14