Властивості плазми електродугового розряду в повітрі з домішками міді та вуглецю

Abstract

Методами оптичної емісійної спектроскопії досліджено параметри термічної плазми електродугового розряду в повітрі між мідними та композитними Cu—C електродами. Запропоновано комплексний підхід для визначення радіальних розподілів електронної концентрації в плазмі, який поєднує експериментальний та розрахунковий методи. Для розрахунку радіальних розподілів електронної концентрації розв’язано рівняння енергетичного балансу. У припущенні локальної термодинамічної рівноваги в плазмі з одержаного профілю електропровідності отримано радіальний розподіл електронної концентрації. Задовільний збіг одержаних різними методами результатів свідчить, що апробована методика діагностики може бути використана для дослідження термічної плазми електродугового розряду з домішками міді та вуглецю.

Методами оптической эмиссионной спектроскопии исследованы параметры термической плазмы электродугового разряда в воздухе между медными и композитными Cu—C электродами. Предложен комплексный подход для определения радиальных распределений электронной концентрации в плазме, который объединяет экспериментальный и расчетный методы. Для расчета радиальных распределений электронной концентрации решено уравнение энергетического баланса. В предположении локального термодинамического равновесия в плазме из полученного профиля электропроводности рассчитано радиальное распределение электронной концентрации. Удовлетворительное совпадение полученных различными методами результатов свидетельствует, что апробированная методика диагностики может быть использована для исследования термической плазмы электродугового разряда с примесями меди и углерода.

The thermal plasma parameters of arc discharge in air between copper and Cu—C composite electrodes are investigated by optical emission spectroscopy. A complex approach, which combines both experimental and computational methods to determine the radial distributions of electron density in plasma, was developed. To calculate the radial distributions of electron density the energy balance equation is solved. In an assumption of local thermodynamic equilibrium in plasma the radial distribution of electron density is calculated from the obtained electrical conductivity profile. Satisfactory agreement between the results obtained by different methods shows that the testified diagnostic technique can be used for investigation of arc discharge thermal plasma with copper and carbon admixtures.