Курсовая работа: Расчет плазмотрона и определение его характеристик

при м

;

при м

;

Изменим материал вставки на вольфрам, при этом оставляя теже параметры. В этом случае удельная эрозия вольфрама кг\Кл время работы катода составит:

при м

;

при м

Из полученных данных мы видим, что при замене цилиндрического полого на стержневой ресурс работы уменьшился более чем в 20 раз, и составил: при м – 11,43 часов; при м – 17,47 часов. Это связано с малой площадью привязки дуги стержневого катода. Площадь привязки уменьшается, при этом увеличивается объемная плотность энергии, следовательно, время изнашивания катода сильно увеличивается, а ресурс работы уменьшается.

Если данное время не удовлетворяет техническим требованиям, рекомендуется искать иное конструктивное решение. Одним из вариантов такого решения является, например, замена циркониевой вставки на вольфрамовую. Из расчетов мы видим, что вольфрамовая вставка повышает ресурс работы плазмотрона,но для большего времени работы необходим при этом обдув такого катодного узла защитным газом , например, азотом. В этом случае время работы катода возрастает более чем в 10 раз и при больших токах приблизится к ресурсу непрерывной работы анода.

ВЫВОДЫ

В данной курсовой работе рассчитан плазмотрон косвенного действия со следующими характеристиками: напряжение на дуге - 173 В, ток дуги - 124 А, тепловой КПД составляет 55,2%, мощность плазмотрона составляет около 21,45 кВт. Рабочий газ – воздух, начальная температура которого составляет 300 К, конечная – 4200 К. Катод – цилиндрический полый. Анод – цилиндрический гладкий. Ресурс работы плазмотрона – 251,22 час.

Также определены и построены его вольт-амперные и тепловые характеристики.

Для питания плазмотрона предлагается использование источника питания, который предоставляет достаточное напряжение для пробоя, необходимое для запуска плазмотрона. Он должен обеспечивать плавную регулировку силы тока в диапазоне 100-350 А и иметь напряжение холостого хода не менее 120 В. В работе был выбран источник питания, выпускаемый Запорожским заводом “Преобразователь” ДЕЗ-315/230, обеспечивающий следующие показатели: номинальное напряжение – 230 В, номинальная сила тока – 315 А, номинальная мощность – 72 кВт [6].

Для плазмотрона, рассмотрены возможные варианты его технологического использования: напыление, поверхностная плазменная обработка металлов и строительных материалов, закалка.

Кроме того, в научно-исследовательской работе было исследовано изменение работы катода плазмотрона при условии замены цилиндрического полого катода на стержневой. Из полученных данных мы увидели, что ресурс работы уменьшился более чем в 20 раз. Однако при замене циркониевой вставки на вольфрамовую ресурс работы повышается. Если катод обдувать защитным газом, то значительно увеличится ресурс работы стержневого катода.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1 Основы расчета плазмотронов линейной схемы / Под ред. М.Ф. Жукова. – Новосибирск, 1979. – 146 с.

2 Промышленное применение низкотемпературной плазмы: Учеб. пособие. – Алчевск: ДГМИ, 1993. – 59 с.

3 Электродуговые и высокочастотные плазмотроны в химико-металлургических процессах / В.Л. Дзюба, Г.Ю. Даутов, И.Ш. Абдуллин. – К.: Вища шк., 1991. –170 с.

4 Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – 2-е изд., доп. и перераб. – М.: Наука, 1972. – 720 с.

5 Электродуговые плазмотроны и источники их питания. Конспект лекций
/ Сост. В.Л. Дзюба. – Алчевск: ДГМИ, 1993. – 57 с.

6 Быховский Д.Г. Плазменная резка. – Л.: Машиностроение, 1972. – 168с.

7 Башенко В.В., Соскин Н.А. Электросварочное оборудование. Плазменная и электронно-лучевая обработка: Учеб. пособие. – Л.: ЛПИ, 1989. – 88 с.