ТЕОРИЯ сварочных процессов

Основные параметры плазмы

Как известно, плазма состоит из заряженных и нейтральных частиц. Положительно заряженными частицами плазмы являются положительные ионы (газовая плазма) и дырки (плазма твердого тела), а отрицательно заряженными частицами - электроны и от­рицательные ионы.

Состав нейтрального компонента плазмы может быть доста­точно сложным: помимо атомов и молекул, находящихся в нор­мальном состоянии, в плазме в гораздо большем количестве могут присутствовать атомы и молекулы в различных возбужденных со­стояниях. Но поскольку плазма - это ионизованный газ, для ее описания используются те же понятия, что и для обычного газа.

Введем основные параметры плазмы, исходя из простых моле­кулярно-кинетических представлений. Прежде всего необходимо

знать концентрацию (плотность) частиц разного сорта на, м 3 (ин­декс а означает сорт частиц). Далее все величины, относящиеся к электронам плазмы, будем обозначать с индексом е, к ионам - с ин­дексом /, а к нейтральным частицам - с индексом а. Если в плазме присутствуют ионы нескольких сортов, следует задавать отдельно концентрацию ионов каждого сорта. Состав плазмы удобно также характеризовать безразмерным параметром - отношением концен­трации электронов к сумме концентраций нейтральных частиц и

пе

электронов, или степенью ионизации % =-------------- —. По степени иони-

па + пе

зации плазму обычно подразделяют на слабо ионизованную (% <

<10 ) и полностью ионизованную (% —► 1), т. е. плазму, состоящую только из заряженных частиц.

Частицы, образующие плаз­му, находятся в состоянии хао­тического теплового движения.

Рис. 2.6. Функция Максвелла - Больцмана распределения элек­тронов в плазме по скоростям

Для характеристики этого дви­жения вводят понятие темпера­туры плазмы в целом Т или от­дельных ее компонентов - час­тиц сорта а - Та. Температура плазмы вводится в предположе­нии, что плазма в целом нахо­дится в состоянии термодинами­ческого равновесия, а функции распределения частиц всех сор­тов по скоростям V являются

максвелловскими с одной и той же температурой Г; в этом случае плазма называется изотермической. Гораздо чаще в плазме имеет­ся частичное термодинамическое равновесие, когда отдельные ее компоненты имеют максвелловские распределения по ско­ростям с различными температурами. Такая плазма является не­изотермической.

В частности, распределение электронов по модулям скоростей описывается выражением:

2 'N

(2.1)

exp

2пкТс

2кТ„

е /

fe(v) = 4Tiv

-23

где А: = 1,38 -10 Дж/К - постоянная Больцмана; Те - температура электронов, К; v - скорость хаотического теплового движения электронов, м/с.

График функции fe{v) приведен на рис. 2.6. Аналогичный вид имеют функции распределения по скоростям и для других час­тиц. Максимум функции fe{v) определяет наиболее вероятную скорость

(2.2)

2кТ„

Диоксид титана ТІО2 (Тпя = 2123 К; р = 4200 кг/м ) - кис­лотный оксид, образующий с основными оксидами легкоплавкие подвижные комплексы - титанаты. Способствует получению ко­роткого шлака, обладающего высокой газопроницаемостью. Не растворим в сталях.

Фосфорный ангидрид Р2О5 - кислотный оксид, образующий комплексные соединения с СаО, а также с другими оксидами. Не растворим в металлах.

ТЕОРИЯ сварочных процессов

Граничные условия

Чтобы решить дифференциальное уравнение теплопроводно­сти, необходимо задать распределение температур в начальный момент времени (начальное условие) и условия взаимодействия тела с окружающей средой на его границах (граничные условия). Начальное условие определяется …

Основные допущения и упрощения, принятые в классической теории распространения теплоты при сварке

На современном уровне развития математики аналитическое решение уравнения теплопроводности в общем виде (5.21) еще не найдено, однако при введении некоторых допущений и упрощений можно получить пригодные для практического использования ча­стные …

Дифференциальное уравнение теплопроводности

Сложный процесс изменения температуры точек тела с коор­динатами jc, у, z во времени t описывается дифференциальным уравнением теплопроводности. Для вывода этого уравнения необ­ходимо рассмотреть баланс теплоты в некотором элементарном объеме …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.