Расчет плазмотрона и определение его характеристик

Министерство образования и науки Украины

Донбасский государственный технический университет

Кафедра радиофизики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Проектирование и эксплуатация плазменного технологического оборудования»

на тему: «Расчёт плазмотрона и определение его характеристик»

Вариант № 6

Выполнила

студентка группы РФ-05

С. В. Мочнёва

Проверил

канд. техн. наук, доцент

С.Н. Сергиенко

Алчевск

2008

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка к курсовой работе: 31 с., 5 рис., 7 источников.

Объект исследования – электродуговой плазмотрон постоянного тока косвенного действия.

Цель работы – расчет плазмотрона и определение его основных характеристик.

Метод исследования – теоретические расчеты электродугового плазмотрона, его вольт-амперных и тепловых характеристик.

В ходе выполнения курсовой работы разработана расчетная схема плазмотрона, выполнен расчет основных геометрических параметров плазмотрона, исследовано изменение ресурса работы катода плазмотрона при условии замены цилиндрического полого катода на стержневой, определены вольт-амперные и тепловые характеристики, выбран источник питания.

В результате расчетов получены следующие параметры: сила тока - 124 A, напряжение на дуге - 173 B, КПД – 0,552, мощность – 21,45 кВт, ресурс работы катода и анода составляет 250 часов.

Данный плазмотрон можно применять в следующих технологических процессах: напыление, модификация поверхности материалов, упрочнения поверхностей, закалка поверхностей.

ПЛАЗМОТРОН, ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА, РАЗРЯДНЫЙ КАНАЛ, ПОЛЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ КАТОД, ГЛАДКИЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ АНОД, РЕСУРС РАБОТЫ, ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Составление расчётной схемы плазмотрона

2 Расчёт плазмотрона

2.1 Расчёт рабочих параметров и геометрических размеров плазмотрона

2.2 Расчёт системы охлаждения

2.2.1 Расчёт охлаждения катода

2.2.2 Расчёт охлаждения анода

2.3 Расчёт ресурса работы плазмотрона

2.3.1 Расчёт ресурса работы электродов

3 Определение характеристик плазмотрона

4 Выбор источника питания плазмотрона

5 Технологическое применение плазмотрона

6 Научно-исследовательская работа студента

Выводы

Перечень ссылок

ВВЕДЕНИЕ

Методы применения потока ионизированной плазмы в качестве источника энергии при сварке начали внедряться еще в 50-х годах прошлого столетия, но только в последнее время нашли свое широкое применение. Процесс основан на ионизации плазменного газа с помощью электрической дуги и его фокусировании с помощью специальной конструкции наконечника плазмотрона.

Одной из наиболее перспективных обработок является плазменная технология, интенсивно разрабатываемая как в нашей стране, так и за рубежом. Использование низкотемпературной плазмы эффективно не только для переплава металлов и сплавов; напыления износостойких, жаропрочных и коррозионностойких покрытий резки и сварки различных материалов, но и для поверхностного упрочнения различных изделий. Плазменные процессы охватывают как многотоннажное производство, так и производство небольших количеств специальных веществ и материалов, применяемых в новой технике [1].

Применение низкотемпературной плазмы в промышленности позволит значительно интенсифицировать существующие технологические процессы, создать совершенно новые аппараты и технологию производства. Такие свойства низкотемпературной плазмы, как высокая температура и концентрация энергии в малом объёме, открывает возможность использовать её в металлургических процессах. Применение плазмы позволяет значительно ослабить проблему создания специальных огнеупоров, повысит чистоту получаемого продукта [1,2]. К плазматронам предъявляются следующие требования:

- большой ресурс работы электродов;

- надежность и устойчивость электродуговой установки;

- большой диапазон используемых мощностей;

- возможность нагрева любых технологически необходимых газов

- высокая энергетическая эффективность;

- стабильность параметров плазменного потока;

- большая длительность непрерывной работы;

- простота обслуживания.

Целью данной работы является расчёт основных геометрических, электрических и тепловых показателей плазмотрона косвенного действия. В научно-исследовательской работе студента (НИРС) необходимо исследовать изменение ресурса работы катода плазмотрона при условии замены цилиндрического полого на стержневой.

Плазмотрон косвенного действия широко применяется для напыления, закалки, поверхностного упрочнения деталей обработки поверхности строительных материалов.[3].

1 СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ ПЛАЗМОТРОНА

В данной работе предполагается рассчитать плазмотрон косвенного действия, рабочий газ – воздух, начальная температура воздуха , конечная – . Расход воздуха кг/с. Давление рабочего газа на выходе из плазмотрона .

Ресурс работы плазмотрона должен составлять не менее 250 часов.

Схема рассчитываемого плазмотрона представлена на рисунке 1.1.

Данная схема содержит цилиндрический полый катод (1) и цилиндрический гладкий анод (2). Электроды выполнены из меди. В плазмотроне используется газо-вихревая стабилизация дуги. Вдув рабочего газа осуществляется через отверстия (3)<

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать