ВЫПУСК I Введение ........................................................ 7 I. Структура электрической дуги .............................. 8 1. Структура электрической дуги в длинном цилиндрическом канале с протоком газа .................................... 8 2. Электрическая дуга в турбулентном потоке .................. 9 3. Временные развертки светимости элемента дуги ............. 12 4. Радиальный участок дуги в канале плазмотрона ............. 12 5. Расщепление приэлектродного радиального участка дуги ..... 15 6. Особенности течения газа в торцевом цилиндрическом электроде ................................................ 16 II. Структура дуги в струе газа, истекающего в затопленное пространство ............................................. 19 1. Схема установки .......................................... 19 2. Схема взаимодействия дуги с окружающим газом ............. 20 3. Теневые фотографии дуги, горящей в затопленной струе ..... 23 4. Турбулизация дуги импульсом тока ......................... 24 III. Продольные и поперечные пульсации электрической дуги ..... 26 1. Продольные пульсации конца электрической дуги ............ 26 2. Поперечные колебания столба электрической дуги ........... 26 3. Качественная картина шунтирования дуги в плазмотроне ..... 29 IV. Пульсации напряжения электрической дуги .................. 32 1. Пульсации напряжения дуги в плазмотроне одностороннего истечения газа ........................................... 32 2. Пульсации напряжения в плазмотроне со ступенчатыми электродами и двусторонним истечением газа ............... 32 3. Степень турбулентности потока газа на оси цилиндрического канала ................................... 33 4. Напряженность электрического поля ........................ 36 5. Устойчивость горения дуги ................................ 37 6. Напряжение, устойчивость горения и динамика электрической дуги в канале плазмотрона с уступом ....... 39 V. Электрический разряд между телами ........................ 40 1. Напряжение пробоя газа между двумя металлическими электродами .............................................. 40 2. Электрический пробой между дугой и холодным электродом ... 41 3. Напряжение пробоя газа между дугой и поверхностью электрода в линейном плазмотроне ......................... 43 4. Зависимость напряжения пробоя между двумя медными электродами в воздухе от его температуры ................. 44 VI. Воздействие шунтирования на параметры плазмотрона ........ 46 1. Шунтирование дуга - стенка и дуга - дуга ................. 46 2. Мелкомасштабное шунтирование дуга - дуга ................. 48 VII. Распределение теплового потока, плотности тока и напряженности электрического поля по длине цилиндрической электродуговой камеры ..................... 52 1. Тепловые потоки в стенку разрядной камеры ................ 52 2. Излучаемая мощность дуги ................................. 54 3. Распределение тепловых потерь по длине выходного цилиндрического анода в плазмотроне с МЭВ ................ 54 4. Распределение плотности электрического тока вдоль выходного анода в плазмотроне с МЭВ ...................... 56 VIII. Снижение излучения дуги .................................. 58 1. Снижение излучения дуги путем воздействия на нее магнитного поля .......................................... 58 2. Излучение электродуговой плазмы в магнитном поле ......... 60 3. Томографическая диагностика низкотемпературной плазмы .... 60 Литература ..................................................... 66 Дополнительная литература к выпуску I .......................... 67 ВЫПУСК II Введение ....................................................... 75 I. Классификация плазмотронов линейной схемы ................ 77 II. Плазмотроны с самоустанавливающейся длиной дуги .......... 78 1. Однокамерные плазмотроны ................................. 78 2. Двухкамерный плазмотрон .................................. 95 III. Линейные плазмотроны с фиксированной средней длиной дуги 96 1. Плазмотрон с фиксированной длиной дуги, меньшей самоустанавливающейся .................................... 96 2. Плазмотроны с фиксированной средней длиной дуги, большей самоустанавливающейся ............................ 97 IV. Плазмотроны с межэлектродной вставкой для напыления и термообработки порошковых покрытий ...................... 100 1. Ламинарный плазмотрон для напыления и оплавления напыленных поверхностей ................................. 100 2. Плазмотрон унифицированный для напыления (ПУН-3) ........ 103 3. Высокоресурсный плазмотрон с расщепленными дугами ....... 106 V. Линейный плазмотрон с трубчатым разрядом ................ 106 VI. Плазмотрон с газовихревой МЭВ ........................... 109 VII. Двухструйные плазмотроны ................................ 112 1. Двухструйный плазмотрон с неподвижными опорными пятнами дуги ............................................ 112 2. Двухструйный плазмотрон с подвижными опорными пятнами дуги ............................................ 118 VIII. Плазмотроны-реакторы с камерой смешения ................. 119 1. Многоструйный реактор ................................... 119 2. Совмещенный плазмотрон-реактор .......................... 121 3. Вихревой электродуговой реактор... ...................... 121 4. Многоструйный плазмовихревой реактор .................... 124 IX. Поджиг дуги в плазменных устройствах .................... 125 1. Запуск плазмотронов без МЭВ ............................. 125 2. Поджиг электрической дуги в плазмотронах с секционированной межэлектродной вставкой .............. 130 X. Некоторые специфические критерии подобия, отражающие основные физические процессы в электроразрядной камере плазмотрона ............................................. 133 1. Критерии подобия ........................................ 133 2. Пакет программ для инженерного расчета плазмотронов линейной схемы .......................................... 135 Литература .................................................... 138 Дополнительная литература к выпуску II ........................ 140 ВЫПУСК III Введение ...................................................... 149 I. Особенности изменения структуры поверхности стержневого вольфрамового катода под воздействием электрической дуги 151 1. Плазмообразующий газ - гелий ............................ 151 2. Влияние плазмообразующего газа на состояние поверхности катода и прикатодной области ............................ 154 3. Влияние содержания кислорода в гелии на изменение структуры прикатодной области дугового разряда .......... 154 4. Плазмообразующий газ - водород .......................... 157 5. Плазмообразующий газ - технический азот ................. 161 6. Развитие дугового разряда во времени на торцевой поверхности цилиндрического тонированного вольфрамового катода .................................................. 161 II. Эрозия термокатодов ..................................... 162 1. Эрозия вольфрамового стержневого электрода в инертной среде и влияние электрического поля ..................... 162 2. Изменение структуры внутренней поверхности цилиндрического полого вольфрамового катода ............. 164 3. Удельная эрозия вольфрамовых термокатодов ............... 165 4. Удельная эрозия термохимических катодов ................. 171 5. Структура материала циркониевой катодной вставки ........ 174 III. Эрозия электрода при подвижном опорном пятне дуги ....... 174 1. Форма следов эрозии на поверхности плоских катодов из разных металлов ...................................... 174 2. Влияние динамики перемещения катодного участка дуги на скорость эрозии цилиндрического медного электрода .... 178 3. Зависимость удельной эрозии материала электрода от температуры .......................................... 181 4. Зависимость удельной эрозии медного электрода от времени его работы и скорости движения приэлектродного участка дуги Wп ......................................... 183 5. Влияние осевой магнитной индукции Bz на удельную эрозию медных электродов ....................................... 183 6. Аэромагнитное осевое сканирование приэлектродного (радиального) участка дуги в торцевом трубчатом электроде ............................................... 187 7. О некоторых механизмах, способствующих разрушению электродов .............................................. 191 8. Эрозия медных анодов .................................... 192 9. Роль кислорода .......................................... 198 Литература .................................................... 200