Разработка плазменной технологии получения защитно-декоративных покрытий на поверхность строительных конструкций тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

; ИНСТИТУТ ФИЗИКИ

Ь С Щ/

На правах рукописи

САБАЕВ Кубанычбек Усуевич

РАЗРАБОТКА ПЛАЗМЕННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНО-ДЕКОРАТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

01.04.14. — Теплофизика и молекулярная физика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Бишкек — 1997

Работа выполнена в Институте физики Национальной Академии наук Кыргызской Республики

Научный руководитель - доктор физико-математических Наук,

академик HAH KP, профессор

Жеенбаев Ж. Ж.

Официальные оппонепты-доктор технических парс, академик

Инженерный Академии Казахской

Республики , профессор

Болотов A.B.

кандидат технических наук, старшин

научный сотрудник Чылымо» Л.

Ведущая организация-Кыргызский архшекгурно-егрошельный

инатут

С С

г. в J~J " часов на заееданш

Защита состоится

Специализированного Совета Д 01.94.08 по присуждению ученье степенен докторов и. кандидата наук в Институте физики НА1! Кыргызской Республики: 72007! г. Бишкек, проспект Чуй, 265а.

С дпссерынией можно ознакомится в Центральной научно! библиотеке Национальной Академии Наук Кыргызской Республики.

ЙЛ

Автореферат разослан "ил-О/УЗО 1997 г.. \\

к: »

. Г

чеиын секретарь Специализированного Совета,С-"

ков а

кащщдат физико-математических паук ^tepenxc

' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы . Низкотемпературном плазма с такими ее свойствами, как большая концентрация энергии ■ в малом объеме, высокая температура, большие скорости протекания физико-химических процессоп, привлекает особое внимание, главным образом, возможностью создания совершенно новых высокопроизводительных аппаратов и технологий. Уже сегодня плазменные технологии находят применение в энергетике, машиностроении, металлургии и других отраслях, связанных с защитой, упрочнением и восстановлением детален машин. Плазменные процессы активно внедряются в микроэлектронику, промышленность стройматериалов, горное дело и т. д. Развитие плазменных технологий создает возможность осуществления технологических процессов с замкнутыми циклами, что обеспечивает решение глобальной проблемы - снижение уровня загрязненности окружающей среды.

В Республике Кыргызстан разработка плазменных технологии продается большое значение. Широко известны работы по исследованию и созданию плазменной техники, проводимые в Институте физики HAH и ВУЗах республики/

Использование генераторов плазмы - плазматронов, в которых для на грека газа до температур порядка ( 3 ; 30 ) • 10 К используется электрическая дуга, ставит свои определенные проблемы. При разработке конструкций плазматронов необходимо учитывать специфику процесса: максимально используемые мощности, возможности зашиты электродов и т. д. с тем, чтобы выбран, тот или иной способ повышения ресурса и стабильности работы гшазматрона. С практической н научной стороны большой интерес представляют исследования сильноточных эле к-

трических дуг постоянного тока, обдуваемых аксиальным потоком газа. Применение плазменной технологии ь процессах отделки неэлектроироводных строительных изделий и интенсификация технологических процессов обжига позволит значительно повысить качество защитно-декоративных покрытии в строительной индустрии. 15 связи с большими площадями обрабатываемых поверхностей для этих целей применяются в основном электродуганые генераторы постоянною тока с вынесенной дугой. Однако увеличение площади и прочности сцепления оплавляемого слоя с основой требуют разработки специальной конструкции плазменной установки.

Данная работа посвящена разработке плазменной технологии получения заншгпо-декоративных покрытии на поверхности строительных конструкций на основе плазменной установки с использованием сильноточной свободпогорлщеи электрической дуги постоянного тока. Работа является разделом республиканской научно-технической программы "Ресурсосбережение", угаерждешюн постановлением Совета Министров Киргизской ССР от 19 июня 1990 г. №182.

Цель работы состой г в проведении комплексного исследования процесса плазменной модификации поверхности диэлектрических материалов, разработке плазменной установки и технологии получения защитно-декоративных покрытии на поверхности строительных конструкций.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

обосновать целесообразность применения плазменной технологии обработки поверхности нгэлсктропроводных материалов;

- разработай, и создать плазмоструйный аппарат с цыпе-

сенной дугой с магнитным управлением и устройств для перемещения обрабатываемого материала;

- разработать систему управления плазменным факелом дуги магнитными полями, электрическими импульсами различной формы а частоты;

- экспериментально исследовать характеристики и распределение теплового потока по длине' электрической дуги постоянного тока;

- на основе экспериментальных, н расчетных данных оши-

*

ммзироватъ параметры плазменной установки;

- разработать плазменную технолопио для обработки поверхности строительных изделии в производственных условиях.

Научная новизна работы :

- разработаны новая конструкции илазматрона с вынесенным электродом и плазмеппоцуговая установка с матичным управлением дуги для обработки поверхности строительных изделий (разработки защищены авторскими свидетельствами);

- созданы новый качественный способ высоко¡смпературион обработки поверхности строительных изделии и устройство для его осуществления (разработки защищены авторскими свидетельствами );

- впервые определены значения коэффициента аэродинамического сопративл'ения сферических частиц в плазме - Сс в области чисел Рейнольдса Ке 0,4(10;

- предложены способы модификации электромагнита, ]ене-ратора-электрического импульса и механическою устройства позволяющие управлять факелом плазмы н горизонтальной и вертикальной плоскостях, обеспечить равномерное распределение

теплового потока по длине цуги, увелнчигь ресурсы электродов н площадь поверхности обрабатываемого материала;

- способ зажигание длиной открытой цуги (защищены авторскими свидетельствами);

- научно обоснована эффективность плазменной технологии обработки строительных изделий.

Практическая ценности работы заключается в следующем:

- разработанные плазменная установка с вынесенной дугой н магнитным управлением плазменной струн, а также новый способ высокотемпературной обработки поверхности неэлектропроводных материалов позволили создать новую плазменную технологию получения защитно-декоративных покрытий на поверхности строительных конструкций. Помещение дуги во внешнее магнитное поле расширяет эксплуатационные возможности установки и позволяет управлять характеристиками дуги.

Плазменная установка мощностью от 20 до 85 кВт дня обработки ■ неэлектропроводных строительных материалов внедрена на Бишкекском крупно-панельном домостроительном комбинате н в объединении Севремстройуслуги г.Бишкека.

На защиту выносятся:

- разработанные плазменная технология и плазменная установка, оптимизированные для обработки неолектропровдных материалов;

- разработанный способ управления свободногорящей электрической дуги постоянного тока во внешнем магнитном поле, обеспечивающий увеличение ресурса электродов и равномерное распределение теплового погока по длине дуги, а также з'ве-лнчение поверхности обрабатываемого материала;

результаты комплексного исследования характеристики электрической дуги, определения скорости, электрической структуры потока плазмы ДГП-81 и коэффициента С^ ;

- результаты создания и промышленного испытания плазменной установки для обработки поверхности строительных материалов. Технико-экономическое обоснование эффективности применения разработанной технологии в производстве;

результаты исследования физико-химических свойств защитно-декоративных покрытий в зависимости от состава и качества наносимого фактурного слоя на поверхности строительного материала.

Апробация работы. Основные результаты, положения и выводы диссертации докладывались и обсуждались на: VIII Всесоюзной конференции по генераторам низкотемпературной плазмы (Новосибирск, 19Я0); Республиканской научной конференции молодых ученых ЛН Кирг. ССР (Бишкек, 1982 г.); XX Международной конференции по явлениям в ионизированных газах (Пиза, 1991 г.); II Европейском конгрессе по термическим процессам в плазме (Париж, 1992 г.).

Публикации. По результатам работы опубликовано И печатных работ, из них 3 авторских свидетельства на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных нз _ машинописных

листах, включая 3 таблиц, ___рисунков. Библиография включает _. наименований работ отечественных и зарубежных

авторов.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, определяются цель и задачи исследовании.

В первой главе, на основе сравнительного анализа литературных данных но способам получения отделочных покрытий на строительных изделиях, показана перспективность плазменной модификации поверхностен неэлектропроводных материалов. Обсуждаются возможности плазменного термодекорировання поверхности силикатных и глиняных кирпичей, бетонных панелей п плиток. Обзор имеющихся на сегодняшний день конструкций плазменных генераторов, используемых для обработки материалов позволил сделать вывод, что для плазменной технологии обработки поверхности строительных материалов более эффективно применение тшазматронов с вынесенной дугой. Это объясняется тем, что конструкции с вынесенной дугой позволяют обеспечить повышение полезной мощности (при той же силе тока) и дают возможность управлять плазменным потоком электромагнитными полями.

Рассмотренная идея была положена в основу создания нового мощного плазменного генератора и специализированной плазменной установки с механизмами вертикального и горизонтального перемещения плазматрона в пространстве и системой управления траекторий плазменного факела внешним малинным полем.

Во второй главе описывается разработанная экспериментальная установка для обработки строительных материалов на основе сильноточной электрической цуги постоянного тока. Исследуются характеристики дуги и ее поведение прн наличии магнитного поля и без него. Изучается влияние электрической мощности, скорости обработки, интенсивности обжита, геометрии канала н электродов на процесс обработки с целью его оптимизации.

Плазменный генератор дугового типа выполнен в виде вращающегося, водоохлаждаемого медного цилиндра диаметром 100 мм, длиной 800 мм, расположенного перпендикулярно плазменному факелу и параллельно обрабатываемой поверхности. Длина плазменного факела достигает 20 см. Катодный узел представляет собой водоохлаждаемое сопло с внутренним коническим катодом из вольфрама, расположенным вдоль оси сопла. Вблизи катодного сопла расположен электромагнит, позволяющий перемешать плазменный факел в нлоскбсти обрабатываемой поверхности. Система управления траекторией плазменного факела внешним магнитным полем состоит из электромагнита и схемы его электропитания. Электромагнит выполнен в двух модификациях, позволяющих управлять плазмой в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Генератор выдает электрические импульсы синусоидальной, прямоугольной, треугольной и иикообразпой формы частотой от полей нескольких Герц до МегаГерц. Зажигание дуги осуществляется вытягиванием короткой дуги между одним из электродов (катодом) и вспомогательным электродом за счет перемещения последнего в сторону анода. Установка для плазменной обработки поверхностей представлены па рис. I.

Для оптимизации параметров плазменной установки было проведены исследования БАХ дуги при наличии магнитного ноля и без него, киносъемки траектории дуги при изменении частоты, формы и силы тока, питающего катушку электромагнита. Исследования проводились при следующих параметрах дуги: ток 100150 А, расход плазмообразующего аргона 0,14-0,24 г/с, диаметр катодного сопла 6 мм. Результаты представлены на рис. 2. Видно, что ВАХ имеет слабовозростаюший вид. Изменения расхода газа через сопло в пределах от 0,14 до 0,24 т/с не

влияли заменю на ВЛХ, эти изменения были в пределах хаотических колебаний напряжения на дуге. При токе дуги 260 А, расходе газа 0,24 г/с, расстоянии катод - анод 19 см, напряженности магшпного ноля 26 мТ проведены измерения напряжения горения на дуге при различной форме, частоте и силе гока в электромагните. Результаты представлены на рис.3. Кривая зависимости напряжения на цуге при росте частоты проходит максимум в диапазоне частот 100 - 150 Гц, затем медленно спадает. При частоте 600 Гц и выше напряжение горения уже не зависит от наличия магнитного поля. В зависимости от величины внешнего магнитного поля напряжение на дуге возрастает до 100 В. Воздействие магнитного ноля на цугу в основном определяется величиной тока в катушке электромагнита и не зависит существенно от формы сигнала.- Выше 300 Гц воздействие также не зависит от силы тока в катушке. Параллельно скоростной камерой проводились киносъемки траекторий движения цуги с частотой съемки 2500 кадр/с. По фотографиям определено, что дута имеет максимальную длину за счет петлеобразных изгибов при частотах 100-150 Гц ( рис. 4 ). Дута скачкообразно горит в двух крайних точках привязки к аноду. При частотах выше 600 Гц цуга не успевает следить за изменением внешнего магнитного поля.

Эксперименты показали, что помещение цуги во внешнее поле представляет большие возможности для управления ее характеристиками. Теоретическое описание поведения дуги в рамках модели скольжения показало, что динамика при анодной части Дуги определяется условием ее привязки к анодному пятну и перемещением катодной струи. При смещении последней в крайнее положение ( например, правое на рис.5 ) моделируется перезамы-

канне дуги к новому месту привязки, после чего процесс повторяется. Приведенная картина качественно согласуется с экспериментом ( см.рпс. 4 н рпс.5 ).

Применение внешнего магнитного поля и механизма вертикального и горизонтального перемещения плазмы позволило существенно расширить возможности разработанной установки и добиться качественного оплавления сколь угодно больших поверхностей строительных материалов.

В феп.ей главе представлены результаты диагностики плазмы дьухструйного плазматрона ДГП-81. Для эффективного управления технологическим процессом плазменного получения покрытий и обработки материалов необходимо имен, комплекс надежных н доступных методов измерения скорости, температуры и других параметров плазмы. Автор диссертации принимал участие в цикле работ по диагностике плазмы двухсфунно1 о плазматрона, развитию метода измерения скорости плазмы трассирующей частицей, а также по определению коэффициента аэродинамического сопротивления сферических частиц в плазменных потоках - С^ .

Исследовались электрическая структура и взаимодействие струй плазмы двухструнного плазмагропл. Обсуждаются вопросы взаимодействия собственных электрических п магнитных полей в сильноточной дуте двухструнного плазматрона. Результагы исследований указывают на диффузный характер протекания электрического тока между катодным п анодным плазменными потоками.

Температура в струях плазмы измерялась спектроскоии ческим методом по абсолютным ннгенспиностям ионной линии Аг II 4806 А 1! континуума в области 48)0 А. Спетр струн плазмы снимался методом поперечной съемки на спектрографе

•

ДФС - 8 с обратной линейной дисперсией 3 А/мм. Температура в потоке плазмы была измерена по относительной интенсивности линий олова.

Метод измерения скорости плазмы трассирующей частицей по принципу действия относится к контактным методам, хотя частица в виду малости диаметра и времени пребывания в плазме практически не возмущает ее. Поперечное трассирование потока плазмы сферической частицей позволяет исследовать полный профиль скорости потока за один прострел частицы. Профиль скорости плазмы U ( г ) определяется из уравнения движения частицы в плазме ( I ).

[ m a(r)-g 1 = С0 ( г ) S„J) С г) [ U(r)-V(r) ] /2, (I) те т, S = масса, мнделево сечение частиц; О - плотность

А '

плазмы.

Скорость частицы в направлении потока V ( г ) определяется как первая, а ускорение а ( г ), как вторая производная от траектории смещения частицы в направлении движения плазмы.

Неопределенность в значении С^в плазме являлась ограниче--нием метода. С целыо измерения коэффициента Сд в плазме используется методика измерения ускорения пробной сферической частицы, вводимой по диаметру поперечного сечения осесиммет-рнчного вертикального потока плазмы с известными свойствами. Применяется усовершенствованная и оптическая схема регистрации траектории движения частиц в плазме на основе скоростной фоторегисграцни, позволяющая получать на фотопленке до 100 кадров процесса без уменьшения изображения.

Аппроксимацнониая зависимость С^ = f ( Re ), обобщающая экспериментальные данные по Сд в плазме в области чисел Re = 0,4-220

-0.?5

С0 = 16,6Re +0,2 , (2 )

расположена систематически ниже стандартной кривой сопратив-лення 1 и дает существенное снижение 30-40% ) значений коэффициента Сд в плазме.

С помощью новых значений С^ ( 2 ) по вышеизложенной методике измерения ускорения пробной сферической частицы исследуется профиль скорости плазмы в электродных струях двухструйного плазматрона. На рис. 6 представлены результаты измерения скорости плазмы. Для оценки достоверности результатов по С0 проведено сравнение экспериментальных значений скорости с расчетными данными, полученными на основе численного решения системы МГД- уравнений на двухтемпературной модели в приближении погранслоя ( Лелевкнн В. М., Семенов В. Ф. ). Экспериментально измеренные н расчетные профили скорости хорошо согласуются между собой, _ что подтверждает правильность измеренных значений коэффициента Сд в аргоновой плазме.

В четвертой главе описывается технология плазменной обработки поверхностен неэлектропроводных материалов.. Изучается влияние свойств поверхности обрабатываемого материала , состава наносимььк заполнителей и красителей на качество покрытия. Исследуются физические свойства получаемого покрытия.

Технология отделки силикатного кирпича отрабатывалась на образцах, изготовленных на Ивановском заводе в лабораторных

условиях. Качество покрытия оценивалось по его пористости и прочности сцепления с основой кирпича.

Цвет и тона получаемого слоя зависят от концентрации раствора красителя. Хорошие результаты и оттенки получаются при использовании окислов солей кобальта, меди, титана, калия железосйнеродисгого. Оптимальный режим оплавления следующий : 1 = 260 Л, И = 200 В, О = 0,15 г/с", У= 0,06 м/с.

Технология отделки бетонных изделий отрабатывалась на цементно- песчаных бетонах. Использовался серый цемент, выпускаемый Кантскнм цементным заводом и кварцевый песок Чуйского месторождения. Установлено, что оптимальным соотношением содержания цемента ( Ц ) к составу заполнителя ( 3 ) является Ц: 3 = 1 : 3. Водоцеменгное отношение ( В / Ц = 0,55. Параметры дуги при оптимальном режиме обработки следующие: V = 200 В , 1= 260 А, длина дуги Ь = 100 мм, V = 0,04 м / с, Ст= 0,15 г/с, частота внешнего магнитного поля Г= 100 Гц.

Для обеспечения высокого качества отделки необходимо на поверхность бетонного изделия наносить слон легкого бетона, так как Тяжелые бетоны имеют низкую сопротивляемость при термическом З'даре. В качестве заполнителя промежуточного слоя использовался полевой шпат Ак-Уленского, Токтогульского месторождении, а также песок Чоко- Булакского, Чуйского месторождений, красный гранит, крошка мрамора п керамзит (г. Рыбачье).

Проведенные исследования показали, что использование промежуточного слоя в качестве заполнителя позволяет получать на бетоне отделочные слои различной структуры и цвета с высокой прочностью сцепления. При оплавлении художественно-декоративные впечатления в одноцветных и многоцветных покры-

тлях обеспечиваются подбором видов природных пород и зерновым составом заполнителя.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы работы, которые сводятся к следующему:

1. Разработана установка для плазменной обработки строительных изделий, включающая плазматрон и механизм вертикального и горизонтального перемещения..

2. Разработан плазменный генератор дугового типа с внешним электродом, содержащий катод и вращающийся анод.

3. Усовершенствована система управления траектории плазменного факела внешним магнитным полем, представляющая собой электромагнит и схему его электропитания. Электромагнит выполнен в двух модификациях,. позволяющих управлять плазмой в вертикальной н горизонтальной плоскостях.

4. Исследованы ВЛХ дуги при наличии магнитного поля и без него, произведена киносъемка траектории дуги при изменении частоты, а также силы тока, питающего катушку электромагнита.

5. Экспериментальными и расчетными методами определены характеристики потока плазмы при воздействии внешнего магнитного поля на дугу.

6. Осуществлена диагностика потока плазмы ДГП - 81, а также данные по С^ в плазме.

7. На основе экспериментальных и расчетных данных оптимизированы параметры плазменной установки.

8. Разработаны рекомендации по использованию плазменной технологии обработки поверхности силикатных кирпичей н железобетонных: изделий в производственных условиях.

' 9. Рекомендованы оптимальный состав н соотношение цемента, заполнителя, раствора красителей н других компонентов наносимого фактурного слоя, позволяющий получить разноцветный декоративный облицовочный материал.

Реализация работы в промышленности.

На основе проведенных исследований были спроектированы и созданы промышленные плазменные установки и технологии оплавления поверхности силикатных кирпичей для целей промышленного и гражданского строительства. Одна промышленная установка передана в Государственное акционерное общество " Бытовое обслуживание населения " ( ГАО "БОН" г. Бишкек ) для применения при художественной отделке индивидуальных жилых домов и дач.

Другая установка и результаты исследований переданы для оплавления поверхности бетонных изделий на ДСК №3 г. Бишкек.

Кроме того, оплавленными силикатными кирпичами в 1987 году отделана наружная часть кафе " Светлячок " на Чуйском проспекте г. Бишкек, а в 1990 году сделана наружная художественная отделка лабораторного корпуса на экспериментальной базе Института физики HAH KP.

Проверка временем в естественных условиях эксплуатации показала высокое качество предложенной технологии плазменной отделки строительных ма1Сриалов.

Основное содержание диссертации опубликованы в следующих работах:

I. Асаналиев М.К., Жренбаев Ж.Ж., Самсонов М.А. , Гуровнч В.Ц., Спекторов ВЛ. , Минянлов A.C. , Энгепьшт B.C. , Сабаев К.У. Электрическая структура н взаимодействие струй плазмы двухструнного плазмагрона. - Новосибирск.: Тез. докл.

VIII Всесоюз. конф. по генерат. низкотемпературной плазмы, 1980. -ч. Г.

2. Лсаналиеп М.К. , Макешева К.К. , Сабаев К.У. Экспериментальное определение коэффициента аэродинамического сопротивления шара в плазме. - Фрунзе.: Известия Ail Кирг. ССР, 1982. I. - 19-20 с.

3. Асаналиев М.К. , Макешева К.К. , Сабаев К.У. Изучение движения одиночно» частицы в плазме аргоновой дуги. - Фрунзе.: Тез. докл. Респ. научи, конф. молодых ученых, посвященная 60 - летаю образования СССР, 1982. - 114 - 115 с.

4. Асаналиев М.К. , Жеенбаеп Ж.Ж. , Макешева К.К. , Сабаев К.У. Коэффициент аэродинамического сопротивления сферических 'гаспш в плазменных истоках. - Минск.: ПТМО, АН БССР, 1986. - 66- 71 с.

5. Асаналиев М.К. , Макешева К.К. , Сабаев К.У. Сверхскоростной фоторегистратор движения микрочастиц в плазменных потоках. - Фрунзе.: Известия АН Кнрг. ССР, 1988. -4 с.

6. Асаналиев М.К. , Макешева К.К. , Абдразаков Д. , Самсонов М.А. , Сабаев К.У. Усовершенствования оптическая схема сверхскоростной фоторегистрирующий установки для регистрации движения микрочастиц в плазменных потоках. - Оптико-механический промышленность, 1988. 11. -44- 45 с.

7. А. с. 1828379 СССР. МКИ Н 05 В 7/22. Электродуговой генератор плазмы / М.К. Асаналиев, ЖЖ. Жеенбаев, Р.И. Конавко, А.Н. Сайченко, К.У. Сабаев (СССР). - 2 е.: ил.

8. А. с. 1698009 СССР. МКИ В 23 К 10/00, 9/08. Способ высокотемпературной обработки поверхности изделий и устройство для его осуществления / М.К. Асаналиев, ЖЖ. Жеенбаез, Р.И. Конавко, ЮА. Янтураев, К/У. Сабаев (СССР). -3 с.

9. Асаналиев М.К. , Гурович В.Ц. , Десятков ГА. , Жеенбаев ЖЖ. , Конавко Р.И. , Сабаев К.У. Исследование характеристик протяженной сильноточной дуги в поперечном магнитном поле. - Пиза, Италия.: XX Международная конф. по явлением в ионизованных газах, 1991.

10. А. с. 1669383 СССР. МКП Н 05 В 7/22. Плазменно-дуговая установка для обработки поверхности изделий / М.К. Асаналиев, Ж.Ж. Жеенбаев, Р.И. Конавко, 10.А. Янтураев, К.У. Сабаев ( СССР). - 3 е.: ил.

11. Асаналиев М.К. , Жеенбаев ЖЖ. , Конавко Р.И. , Лелевкнн В.М. , Мукалаев К.О. , Сабаев К.У. Сильноточная электрическая дуга во внешнем магнитном поле. - Париж, Франция.: Второй Европейский конгресс по термическим процессам в плазме, 1992.

Рис.1. Установка для плазменной обработки поверхностей.

I-станина; 2-подвижный стол; 3-обрабатываемый материал; 4-элекпродвнгатель вращения анода; 5-аноднып )'зел; б-элертро-магннт; 7-катодный узел; 8-тележка поперечного перемещения; 10-"_)лектродвнгатель поперечного перемещения; 11-вннт; ^-механизм поперечного перемещения; 13-цеш. привода стола; 14-генератор поджига; 15-электросхемы приводов; 16-олекгропрн-вод стола; 17-рама; 18-цепь конвейера.

Рис. 2. ВАХ дуги с магнитным

полем (Пи без него (2 )■

Рис. 3. Зависимость напряжения на луге от частоты и формы сигнала тока в катушке электромагнита. /0,4-1,0/-действующне значения тока электромагнита.

Рис.4. Кинокадры траекгрони дуги в раз- Рис.5. Рассчитанные формы личные моменты времени при час- дуги во внешнем мат-

тоте внешнего магнитного поля нитном поле в раз-

150 Гц. личные моменты

времени.

Рис.6. Профиль скорости гшазмы в электродных струях двухструнного плазматрона.

а-катодная струя; б-анодная струя; 1,2-расчетпри 21=2 и 10 мм, точкн-эксперимент при Ъ-5 мм.

A B S T R A K T

The development of plasma lechnology for receiving defending- cosmetic layers on the suifanse of the bilding constructions.

This woik is dealing with the development of plasma technology for recitving defending - cosnielic layers on the suifanse of the bilding constructions, and based upon using the plasma's. installation with the application free - discharged and high - current electric arc of direct current.

In this dissertation the following results was obtained :

- The installation for plasma acting on the bilding constructions was developed. This installation includs plasmotion , vextical and horisontal moving mechanism. The arc plasma generator wich external electrode, including cathode and rotating anode was also developed.

- Control snslern for monitoring of plasma's flow trajectory with the aid of external magnetic field was constructed. It allows moving the flow of plasma as vertically, as horisontally. The VAC" of the aic, as with, as without the magnetic field was detected. The characterizations of plasma's flow under action external magnetic field it, was determined expeiinientally and theoretically.

- The diagnostic of DGP - 81 plasma's llow was made. The data for Cd (aerodynamic resistance coefficient) in plasma were obtained, and optimized parameters of plasma's installation.

-Some reconiendation for using the plasma's technology in processes of producing defending - cosmetic layers of bricks and other bilding materials in industry was given.

Аннотация

Курулуш материалдарын плазмалык жол мснен кооздоону жана коршону иштетуунун техиолопшсын алуу

Дпсссргацияда, курулуш материалдарын плазмалык жол менен кооздоону жана коргоону алуу учуй, иштелип, ой.чонуп табылган плазмагрондун плазмалык агымын пайда кылуучу эркин кунгон турактуу токтун электр жаасынын проблемалары каралган.

- Курулуш магериалдары учун плазмалык нштетууго кирген плазматрон жана анын тик жана туз шшетуучу механизмдерн каралган. Жаа турундогу плазма генераторуна кирген тышкы электродцу туюнтуучу катод жана айлануучу анод иштелип чыккан.

- Тышкы магниттик талаанын жардамы менен илазманып жалынынын траекториясын башкаруу системасы иштелип чыккан. Бул жалынды тик жана туз багытыида башкаруу г а мумкунлук берет. Тышкы магнит талаасы бар жана жок абалындагы плазманын электрднк муноздомосу изилденген. Тышкы магнит талаасынын таасири астында шиюманын агымынын муноздомолору тажрыйбалык жана теориялык жол менен аныкталган.

- ДГП-81 плазма тронунун плазма агымынын диагностикасы. плазмадаш болукчонун аэродинамикалык коэффициентинин ( ) маалыматтары иш жузуно ашырылган жана плазмалык установканын олчомдорунун чондуктары жакшыртылган.

Силикатшк кыш жана темнр-бетонунан жасалган матерналдарынын бетгеринин плазмалык технологиянын жардамы мснен иштстууго ондуруштук шартга колдонуу учун рекомендация берилген.