Процессы, происходящие в газовой среде при высоковольтном искровом разряде
Ступенчатая ионизация. Эффективный коэффициент ударной ионизации. Ионно-плазменная обработка. Нарушение структуры материалов при бомбардировке многоатомными ионами. Теория радиационных нарушений в материалах. Расчет КПД электроискровой установки.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.08.2013 |
| Размер файла | 2,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Образование дефектов и аморфизация поверхностных слоев создают большие проблемы при проведении процессов ионно-плазменной обработки материалов.
Расчет КПД электроискровой установки
Для определения степени влияния искрового разряда на поверхность материала был проведен ряд калориметрических экспериментов.
Прежде всего, с применением осциллографа, были получены электрические характеристики напряжения и силы тока разрядов, получаемых на опытной установке при различных частотах искрообразования и рассчитана энергия искры Nискр интегрированием графика произведения U и I по времени.
Далее был проведен ряд калориметрических опытов с различными материалами на различных частотах искрообразования с применением простого калориметра для определения величины энергии, получаемой образцом при обработке, и расчета КПД данной обработки со статистической обработкой полученных результатов.
После определения величины температуры, на которую повышается температура системы калориметра, был проведен расчет количества теплоты Q, полученного телом массы m при увеличении температуры на (t2-t1):
Q=c*m*(t2-t1) [Дж],
где c-удельная теплоемкость вещества, Дж/(кг*град), m-масса вещества, (t2-t1) - изменение температуры.
КПД обработки рассчитывается как Q/Nискр.
Были построены графики зависимости КПД процесса от частоты искрообразования, которые позволяют судить о характеристиках установки и доказывают оптимальность обработки материалов при высокой частоте следования разрядов.
Данные графики характеризуют как параметры установки, так и зависимость величины энергии импульса от частоты.
Для более полной характеристики процесса были построены графики зависимости КПД от энергии одного искрового разряда.
Графики показывают падение КПД обработки при увеличении энергии импульса. Это также подтверждает необходимость проводить обработку при высоких частотах следования разрядов, так как с увеличением частоты энергия одного импульса падает. Однако при этом, в процентном отношении, количество энергии импульса, затраченное на нагрев заготовки, растет. Данная особенность объясняется процессами, происходящими в материале при попадании в него искрового разряда. Высоковольтный разряд имеет очень малые катодное и анодное пятна. Энергия его, попадающая на небольшую площадь материала, достаточна для испарения и плавления части материала. На границе расплава с твердой фазой материала теплопроводность резко падает и энергия искры не распространяется далее, расходуясь на испарение расплавленного материала. Дальнейшее повышение энергии импульса не приводит к увеличению нагрева заготовки.
Все это обуславливает необходимость снижать энергию одного импульса при увеличении частоты следования импульсов для повышения производительности.
Из графиков и таблицы также видно влияние зависимость производительности метода от теплофизических свойств материалов. Чем большей температуропроводностью обладает обрабатываемый материал, тем большая часть энергии разряда тратится на нагрев материала.
Температуропроводность, как критерий теплофизических свойств материалов, была выбрана из-за комплексности показателей свойств, которыми она обладает. Температуропроводность , где c-удельная теплоемкость вещества, Дж/(кг*град), - теплопроводность вещества, - плотность вещества, [кг/м3].
|
Материал образца |
Удельная теплоемкость с, [Дж/ (кг*град)] |
Масса образца m, [кг] |
c воды*m воды +c*m образца |
Тепло-проводность, |
Плотность , [кг/м3] |
Температуро- проводность а, [м2*с] |
|
|
Титан ВТ20 |
610 |
0,011 |
424,968 |
8,79 |
4500,00 |
0,00000320 |
|
|
Нерж. Х18Н10Т |
502 |
0,019 |
427,796 |
14,7 |
7950,00 |
0,00000368 |
|
|
Сталь 20 |
460 |
0,018 |
426,538 |
58 |
7800,00 |
0,00001616 |
|
|
Латунь Л62 |
380 |
0,018 |
425,098 |
110 |
8500,00 |
0,00003406 |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Возбуждение и ионизация, определение потенциалов ионизации и возбуждения газов методом электронной спектроскопии. Схема энергетических состояний атома газа. Отклоняющее напряжение и процессы столкновений. Схема энергетических уровней атомного ядра.
реферат [3,0 M], добавлен 30.11.2008Физические процессы, происходящие при взаимодействии ускоренных ионов с нанокомпозитными материалами. Размерные эффекты в наночастицах. Анализ температурного разогрева наночастиц материала при радиационном воздействии. Радиационная стойкость материалов.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.05.2017Предпочтительные направления пробоя в диэлектриках с кристаллической решёткой. Рост силы тока, сопровождающей пробой, по экспоненциальному закону, характерному для процесса образования лавины. Медленные электроны как основные активные агенты ионизации.
реферат [422,5 K], добавлен 22.04.2015Ионизация в идеальном газе и плазмозоле. Система идентичных частиц в буферном газе. Учет ионизации атомов легкоионизируемой присадки. Дебаевский подход моделирования гетерогенных кулоновских систем. Ячеечные модели плазмы, содержащей частицы.
курсовая работа [466,7 K], добавлен 14.03.2008Способы нанесения оксидных пленок. Физические основы работы магнетронных распылительных систем. Особенности нанесения оксидов дуальной магнетронной распылительной системы. Процессы роста и параметры тонких пленок. Ионно-плазменная установка "Яшма".
дипломная работа [2,8 M], добавлен 15.06.2012Порядок и закономерности движения зарядов в газе, связанные с ним физические законы. Ионизация газа электронами путем отрыва одного электрона. Зависимости коэффициента ионизации газа электронами от напряженности электрического поля и давления неона.
реферат [142,5 K], добавлен 14.11.2011Выбор типа котла. Энтальпия продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс котла. Тепловой расчет топки и радиационных поверхностей нагрева котла. Расчет конвективных поверхностей нагрева котла. Расчет тягодутьевой установки. Расчет дутьевого вентилятора.
курсовая работа [542,4 K], добавлен 07.11.2014Характеристика паротурбинной установки как основного оборудования современных тепловых и атомных электростанций. Ее термодинамический цикл, процессы, происходящие в ходе работы. Пути увеличения КПД цикла ПТУ. Перспективы паротурбостроения в России.
реферат [1,3 M], добавлен 29.01.2012Получение и люминесцентные свойства легированного эрбием монокристаллического кремния. Влияние дефектов и примесей на интенсивность сигнала фотолюминесценции ионно-имплантированных слоев. Безизлучательная передача возбуждений между оптическими центрами.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 06.01.2016Явление ионизации и рекомбинации в газах, его физическое обоснование и значение. Самостоятельный и несамостоятельный газовый разряд, их сравнительное описание, применение и основные влияющие факторы. Понятие о плазме, ее характеристика и свойства.
презентация [3,7 M], добавлен 13.02.2016
