Плазмена горелка, плазма технология

Схема плазмен генератор - plasmatron.

Но какво ще стане, ако ние продължаваме да се повиши температурата? Атомите агенти започват да губят своите електрони, превръщайки се в положителните йони. Вместо газ газова смес, състояща се от свободно движещи се електрони, йони и неутрални атоми. Тя се нарича плазма.

В днешно време, плазма се използва широко в различни области на науката и технология за топлинна обработка на метали, покриването им с различни покрития, топене и други металургични операции. Наскоро плазмата стана широко използван от химици. Те откриват, че плазменият лъч се увеличава значително скоростта и ефективността на много химични реакции. Например, чрез въвеждане в плазмения лъч от водород, метан, можете да го превърне в много ценен ацетилен. Или разлагат двойката масло от редица органични съединения - етилен, пропилей, и други, които са по-нататък важна суровина за получаване на различни полимерни материали.

Как се създава плазма? За тази цел и служи като plasmatron или плазмен генератор. Ако поставите в контейнер с метални електроди газ и да приложат към тях високо напрежение електрически разряд се случи. В газ свободни електрони винаги присъстват (вж. Електрически ток). Под влиянието на електрическо поле, се ускорява и се сблъскват с неутрални газове атома, електроните се свали от тях и образуват електрически заредени частици - йони, т.е. йонизират атома ... Освободените електроните също се ускоряват от електрическо поле и йонизират атомите на новите, все още увеличаване на броя на свободни електрони и йони. Процесът на разработване лавина атома вещество бързо йонизиран, и материалът става плазма.

Този процес протича под формата на дъга plasmatron. Високо напрежение се създава в него между катода и анода, като който може да бъде, например, металът трябва да се лекува чрез плазма. В пространството на камерата за освобождаване се доставя плазма образуващи вещество, обикновено газ - .., въздух, азот, аргон, водород, метан, кислород и т.н. Под действието на освобождаване на високо напрежение възниква в газа и образуват плазмена дъга между катода и анода. За да се избегне прегряване на стените на камерата на освобождаване се охлаждат с вода. Устройства от този тип се наричат ​​plasmatrons външната плазмената дъга. Те се използват за рязане, заваряване, топим метал и др ..

Малко по-различно разположени плазмена горелка за генериране на плазмен лъч (вж. Фиг.). Плазма-образуващият се вдухва газ с висока скорост чрез система от спирални канали и "запалване" в пространството между катода и стените на разтоварваща камера, които са анод. Плазмата се завъртя през спирални канали в гъста струя, изтласкана от дюзата, а скоростта му може да бъде до 1 до 10000 m / сек. "Изстискайте" плазмата от стените на камерата и да го направи по-плътна струя помага на магнитно поле, което се генерира от соленоид или бобина. Температурата на плазмения лъч при изхода на дюзата - между 3000 и 25000 K. Peer отново в този чертеж. Има ли нещо, което да ви напомня за много добре познат?

Разбира се, това е един реактивен двигател. Аксиален реактивен двигател създава гореща газова струя, изтласкан при висока скорост от дюзата. Колкото по-голяма е скоростта, толкова по-голяма атракция. И по-лошо плазмата? на скоростта на струята е подходящо - до 10 km / сек. И с помощта на специални електрически полета на плазмата може да се ускори още повече - до 100 км / с. Това е приблизително 100 пъти по-голяма от скоростта на газ в съществуващите реактивни двигатели. Следователно, натиск от плазма или електрически реактивни двигатели може да бъде по-голям разход на гориво може да бъде много намалява. Първите образци на плазмените двигатели вече са били тествани в пространството.