АкцияАкцияАкция 

Мощность плазменного потока

Мощность, расходуемая на нагрев изделия,

Pu=2??R0qиrdr=qср?R2 вт,
где R — радиус  пятна   нагрева   изделия,  см;
qи — удельная тепловая мощность, выде­ляемая в изделии на расстоянии r от центра пятна нагрева, вт/см3. Теоретическое и экспериментальное опреде­ление величины удельного теплового потока qи и закона его распределения по сечению плаз­менной струи связано со значительными труд­ностями [24]. Поэтому мощность, передавае­мую струей плазмы обрабатываемому изде­лию, находят как разность мощности столба дуги и потерь в сопло плазмотрона и окружа­ющую среду.
Следует отметить, что расход тепла в сопло и в окружающую среду обусловлен в основном конвективным и лучистым теплообменом. При этом значительная доля тепла столба дуги пе­редается более холодным слоям газа, омыва­ющего столб, и выделяется на обрабатывае­мом изделии.
По данным калориметрирования мощность, отдаваемая в сопло Рс, в зависимости от теп­лопроводности и расхода рабочего газа состав­ляет от 10 до 25% мощности столба дуги, рас­положенного внутри плазмотрона, т. е.
Рс = (0,1 ? 0,25) IдЕс(lс + lкс).
Принимая потери на единицу длины открытой И внутрисопловой частей столба примерно рав­ными, получаем потери в окружающую среду:
Рос = (0.1 ? 0,25) lдЕсаlси.
Таким образом, мощность, передаваемая обрабатываемому изделию, или так называе­мая эффективная тепловая мощность плазменной дуги прямого действия определяется по формуле
Ри = Ра + (0,75 ?  0,9) lд  Ес (lc + lкс) + Eсаl.
В случае плазменной дуги косвенного дей­ствия
Ри = (0,75 ? 0,9) lд Ес (lkc + lс),
Pc = Рa + (0,1 ? 0,25) lдЕс (lc + lкс).  
Из полученных соотношений легко устано­вить основные закономерности изменения ве­личины Ри в зависимости от параметров плаз­менной дуги.
Эффективный к. п. д. нагрева изделия плаз­мотронов прямого действия обычно составляет 70 -80%, а плазмотронов косвенного дейст­вия – 30 - 40%   и   вычисляется    по   формуле
?и = Рид
При сварке, наплавке и резке металлов лишь определенная доля эффективной тепло­вой мощности дуги расходуется на расплавле­ние металла, остальная же часть мощности расходуется на нагрев окружающего металла до температуры ниже температуры плавления. Отношение мощности, идущей на расплавле­ние Рпл, к эффективной тепловой мощности плазменной дуги Ри называют термическим к. п. д.
?t = Рпли
Термический к. п. д. тем выше, чем больше сжата плазменная дуга и чем меньшей теплопроводностью обладает обрабатываемый ме­талл. Величина ?t достигает обычно не более 50%. Поэтому общий к. п. д. полезного исполь­зования тепловой мощности дуги
?п = ?и • ?t
для плазменной дуги прямого действия состав­ляет не более 40%, а для плазменной дуги косвенного действия — не более 20%.

Вернуться на Плазменная резка