Введение - Электротехнологические плазменные установки

Установки, в которых происходит превращение электрической энергии в другие виды с одновременным осуществлением технологических процессов, называют электротехнологическими. Эти установки имеют довольно сложное оборудование, включающее в себя рабочий орган - плазмотрон, плазменный реактор, электронную пушку, электродные системы дуговых и ионных агрегатов, специфические источники питания, автоматически поддерживающие заданный режим работы или управляемые с помощью микропроцессорной техники. В состав вспомогательного оборудования входят системы обеспечения водой, газом, создания и поддержания вакуума и др. Правильные монтаж, наладка и эксплуатация оборудования без знания выполняемого им технологического процесса затруднительны.

Производственная деятельность человека и его быт стремительно насыщаются электротехнологическими установками. Развитие электротехнологических процессов обеспечивается развивающейся энергетикой страны, строительством новых атомных и тепловых электростанций, сооружением мощных линий электропередач.

Совершенствование электротехнологии повлекло за собой создание материалов, обладающих новыми свойствами: более высокими прочностью, термостойкостью, устойчивостью к агрессивному действию химических реакций, и имеющих высокие электроизоляционные свойства и низкую теплопроводность. промышленности и науки достигнуты благодаря применению электротехнологических процессов.

Если бы эти системы монтировались из компонентов, выпускаемых по технологии, которая была 30-40 лет тому назад, то масса таких устройств достигла десятков тонн, объем - десятков кубометров, потребляемая мощность - сотен киловатт.

Входящие в микросхему элементы (транзисторы, диоды, конденсаторы, резисторы и др.) не имеют внешних выводов, а вся микросхема имеет общую герметизацию, защиту от механических повреждений, влияний окружающей среды и входит в состав комплексов. Поэтому стали привычными миниатюрные наручные часы, многофункциональные, снабженные микрокалькулятором, микротелевизором; малогабаритные цветные телевизоры и ЭВМ, обладающие огромным быстродействием и памятью.

Благодаря внедрению контактной сварки достигнут высокий уровень механизации сборочных работ в автомобильной промышленности и авиастроении, обеспечивающий высокую скорость изготовления транспортных средств. В получении высококачественных металлов исключительно важна роль электрошлакового переплава.

На основе явлений поляризации диэлектриков, электромагнитной индукции разработаны такие прогрессивные электротехнологические процессы, как высокочастотная сушка сыпучих и пористых неэлектропроводных материалов, индукционный нагрев и плавка металлов, превратившиеся в настоящее время в базовые технологические процессы.

Как известно, вещество может находиться в четырех агрегатных состояниях - твердом, жидком, газообразном и плазменном.

Твердое состояние - проводники, полупроводники и диэлектрики, металлы и неметаллы, кристаллические и аморфные вещества.

Жидкое состояние - проводники (расплавы металлов, солей, щелочей, оксидов), диэлектрики (минеральные и органические), особая разновидность - жидкие кристаллы.

Газообразное состояние - сложные активные вещества.

Плазменное состояние - электропроводная среда, позволяющая проводить обменные реакции и транспортные процессы на ионном уровне, быть источником лучистой энергии и средством нагрева веществ.

Посредством электрических и магнитных полей с веществом, находящимся в каждом из агрегатных состояний, можно совершать бесчисленное множество операций - изменение температуры, формы, структуры, состава, свойств в разных направлениях и т. д.

Их группируют по результирующему действию электрического тока и магнитного поля, проявляющемуся в различных условиях.

1. Установки, основанные на тепловом действии тока. К ним относят бытовые нагревательные приборы, печи сопротивления прямого и косвенного действия, установки для нагрева жидкостей и газов - электрические котлы разных типов и калориферы. Установки электрошлакового переплава металлов и электрошлаковой сварки используют явление выделения тепловой энергии преимущественно в шлаке, заполняющем пространство между электродами. В установках контактной сварки электрическая энергия преобразуется в тепловую в переходном сопротивлении в точке контакта двух деталей.

В установках индукционного нагрева используется преобразование энергии переменного тока промышленной или повышенной частоты в энергию переменного магнитного поля, которая преобразуется вновь в электрическую, а затем в тепловую в нагреваемом теле. Этот способ применим для нагрева проводящих тел.

Для нагрева диэлектриков применяются установки, использующие высокочастотное электрическое поле, где преобразование электрической энергии в тепловую идет через процессы поляризации веществ.

Установки, принцип действия которых основан на нагреве электрической дугой, включают в себя электродуговые и рудно-термические печи для выплавки металлов, огнеупоров, получения фосфора и других материалов, а также вакуумно-дуговые печи для переплава и рафинирования металла. Сюда же относятся установки плазменной и плазмодуговой обработки металлов и неметаллических материалов, которыми производят переплав металлов, нанесение защитных покрытий, наплавку и другие операции.

В установках электроэрозионной обработки тепловая энергия выделяется в канале разряда в жидкости при импульсном протекании тока большой силы.

    2. Установки, основанные на электрохимическом действии тока. К ним относят электролизные ванны, заполняемые растворами или расплавами, установки для нанесения защитных и декоративных покрытий, а также установки для изготовления изделий методом гальванопластики, установки электрохимикомеханической обработки изделий в электролитах. 3. Электромеханические установки, где прохождение импульсного тока вызывает возникновение механических усилий в обрабатываемом материале. Особый класс составляют установки ультразвукового воздействия, осуществляющие технологический процесс путем создания в веществе механических колебаний высокой частоты, получаемых от ультразвуковых генераторов. 4. Электрокинетические установки, принцип действия которых основан на преобразовании энергии электрического поля в энергию движущихся частиц. К ним относят установки электронно-ионной технологии - электрофильтры, установки по разделению сыпучих материалов и эмульсий, очистке сточных вод, электроокраске.

Плазма газ дуга металл

Похожие статьи




Введение - Электротехнологические плазменные установки

Предыдущая | Следующая