Общая характеристика низкотемпературной плазмы
Ф. 7.03-20
Шевко В.М., Каратаева Г.Е.
ПЛАЗМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Сборник лекций
Шымкент, 2016г
| |
Министерство образования и науки Республики Казахстан
южно-казахстанский государственный университет им.м.ауЭзова
Шевко В.М., Каратаева Г.Е.
ПЛАЗМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Сборник лекций
для магистрантов специальности 6М070900 - Металлургия
г.Шымкент, 2016г
| |
УДК 669.187
ББК 34.3
Шевко В.М., Каратаева Г.Е. Плазменные процессы/ Сборник лекций.- Шымкент: Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауэзова, 2016. -139 с.
В сборнике лекций изложены общие сведения от основных физических и химических процессах, проходящих в плазме а так же областях использования низкотемпературной плазмы в металлургии и современных тенденциях в плазменной металлургии.
Сборник лекций предназначен для магистрантов специальности 6М070900 – Металлургия. Он может быть полезен для магистрантов и студентов родственных специальностей, а также для научных работников и инженерно-технических специалистов, работающих в области цветной и черной металлургии.
Рецензенты: Батькаев И.И. – д.т.н., профессор, ЮКГУ им.М.Ауезова
Сержанов Г.М. – доктор PhD, гл. спец. ОФ НИЦ солевых
технологий
Джункабаев К.А. – гл. технолог ТОО «Ferrum vtor»
Сборник лекций рекомендован к изданию Учебно-методическим советом ЮКГУ им. М.Ауэзова, протокол № 4 от «18» _01. 2016 г.
| |
Содержание
| Лекция 1. Общая характеристика низкотемпературной плазмы………… | |
| Лекция 2 Диссоциация газов при высоких температурах с образованием атомов и радикалов …………………………………………………………. | |
| Лекция 3. Ионизация газов…………………………………………………. | |
| Лекция 4. Рекомбинация газов……………………………………………… | |
| Лекция 5. Дуговой разряд. Катодные и анодные явления в дугах……….. | |
| Лекция 6. Основные химические реакции в плазме………………………. | |
| Лекция 7, 8. Плазмообразующие газы (аргон, водород, азот, гелий). …. | |
| Лекция 9. Организация плазменного процесса. Камеры смешения. ……… | |
| Лекция 10. Плазмотроны с независимой дугой. ………………………….. | |
| Лекция 11. Плазмотроны с зависимой дугой………………………………. | |
| Лекция 12. Комбинированные электрические схемы плазмотронов…….. | |
| Лекция 13, 14. Безэлектродные плазмотроны………………………………. | |
| Лекция 15. Многодуговые плазменные реакторы. …………………………. | |
| Лекция 16. Плазмотроны, используемые в металлургии. ……………….. | |
| Лекция 17. Классификации процессов плазменной металлургии. ……… | |
| Лекция 18. Термическое разложение. ……………………………………. | |
| Лекция 19. Галогенирование . …………………………………………… | |
| Лекция 20. Карботермическое восстановление металлов. ……………… | |
| Лекция 21. Восстановление металлов из оксидов водородом………….. | |
| Лекция 22. Восстановление металлов из хлоридов водородом. ………. | |
| Лекция 23. Процессы окисления…………………………………………… | |
| Лекция 24. Использование плазмы в металлургии стали и чугуна……… | |
| Лекция 25. Использование плазмы в металлургии сплавов…………….. | |
| Лекция 26. Плазменный переплав. ……………………………………….. | |
| Лекция 27. Переработка отходов металлургии………………………… | |
| Лекция 28. Восстановление вольфрама из оксида. ………………………. | |
| Лекция 29, 30. Новые тенденции в плазменной металлургии. …………… |
| |
Лекция №1
Вопросы
1. Расскажите о распространении плазмы в природе.
2. Каковы способы создания низкотемпературной плазмы?
3. Неравновесная плазма.
4. Равновесная плазма.
Литература
1. Кулинич В.И. Пространственные формы существования плазмы в электродуговых установках. // Доклады НТС «Дуга-2000». Санкт-Петербург. 2002 –с.86-112.
2. Краснов А.Н. и др. Низкотемпературная плазма в металлургии М.: 1970-187с.
Лекция №2. Диссоциация газов при высоких температурах с образованием атомов и радикалов
План:
1.Возбуждение атомов и молекул
2. Диссоциация молекул
3. Методы расчета диссоциации
Перехода газа в состояние плазмы происходит при содержании частиц или при их взаимодействии с излучением. При этом происходят процессы возбуждения и диссоциации атомов, ионизация и рекомбинация газов.
Возбуждение атома - это процесс перехода под воздействием подводимой энергии при поглощении фотонов или при столкновении с другими частицами электрона атома на более удаленную от ядра орбиту с возрастанием внутренней энергии. В возбужденном состоянии атом может пребывать долго (порядка 10-8 с). Возбуждение атома и молекулы происходит в результате поглощения энергии (Wn).
Wn=h•V=E1-E2 (2)
где h – постоянная планка = 6,6256•10-34Дж•с; V – частота перехода; E1 и E2 – энергии начальных и конечных уровней энергии атомной системы.
Атом имеет лишь три степени свободы, тогда как у многоатомных молекул степень свободы может быть больше. Кроме того, молекула может совершать вращательное движение, н атомы в молекуле могут колебаться вблизи своих равновесных положений. С каждой степенью свободы связанна определенная энергия. Энергия, связанная с первыми тремя степенями свободы, кинетическая, а с остальными степенями – внутренняя энергия молекулы. Атомы в молекуле удерживаются только силами кулоновского взаимодействия.
В связи между ними более или менее упругие. Атому можно придать колебательное движение с помощью внешней энергии (так называемой энергии возбуждения молекулы). Эта энергия очень мала, величина ее меньше, чем минимальная энергия возбуждения атому.
Если поглощенная молекулой энергия преобразованная в колебательную энергию атомов, очень, высока, то связи между атомами могут нарушится, а молекула может быть расщеплена на более простые частицы. Этот процесс называется диссоциация. Характерная величина энергии, необходимой для расщепления молекулы, называется энергией диссоциации. Продуктами диссоциации могут быть фрагментированные молекулы, возбужденные или ионизированные атомы.
При нагреве молекулы веществ распадаются на более простые частицы, т.е. происходит их диссоциация. Энергия диссоциации двухатомных молекул приведена в таблице 1
Таблица 1 - Энергия диссоциации двухатомных молекул.
| Молекула | Энергия диссоциации, эВ | Молекула | Энергия диссоциации, эВ | Молекула | Энергия диссоциации, эВ | Молекула | Энергия диссоциации, эВ |
| BaBr BaCl BaF BaH BaO BaS Br2 BrCl BrF BrO C2 CCl CF CH CN CO CaBr CaCl CaF CaH CaI CaO CaS Cl2 ClF ClO Cs2 CsBr CsCl | 2,8 2,7 3,8 1,8 4,7 2,4 1,97 2,23 2,4 2,4 6,2 2,8 4,7 3,47 8,4 11,1 2,9 2,8 3,1 1,7 2,8 5,0 3,0 2,48 2,6 2,8 0,45 4,3 4,4 | CsF CsH CsI Cu2 CuBr CuCl CuF CuH CuI CuO F2 H2 HD D2 HT T2 HBr HCl HF HI Hg2 HgBr HgCl HgF HgH HgI HgS I2 IBr | 5,0 1,9 3,6 0,2 3,4 3,7 3,0 2,9 3,0 4,8 1,6 4,48 4,51 4,55 4,52 4,59 3,75 4,43 5,9 3,05 0,06 0,7 1,0 1,8 0,38 0,36 2,8 1,54 1,82 | ICl IF IO K2 KBr KCl KF KH KI Li2 LiBr LiCl LiF LiH LiI LiO MgBr MgCl MgF MgH MgO N2 NBr Nh NO Ns Na2 NaBr NaCl | 2,15 2,9 1,9 0,51 3,95 4,4 5,1 1,86 3,33 1,1 4,4 4,8 6,0 2,4 3,6 3,4 3,2 3,9 5,0 2,2 3,4 9,76 2,9 3,6 6,5 5,0 0,73 3,8 4,2 | NaF NaH NaI NaK O2 OH Rb2 RbBr RbCl RbF RbH RbI S2 SH SO TlBr TlCl TlF TlH TlI ZnCl ZnH ZnI - - - - - - | 5,0 2,1 3,1 0,61 5,1 4,4 0,48 4,0 4,4 5,4 1,8 3,3 4,3 3,5 5,3 3,4 3,8 4,7 2,0 2,8 2,6 0,85 1,4 - - - - - - |
При температурах газовой атмосферы > 2500К, как показывают термодинамические расчеты и экспериментальные данные, необходимо учитывать присутствие в атмосфере заметных количеств атомарных частиц и радикалов. Так, в атмосфере, образующейся диссоциации водяного пара на молекулы H2 и O2 по реакции, обратной 2H2O 
2H2 + O2 возможно образование атомов O и H, радикалов OH, частиц HO2. При температурах 2500 К они образуются в сверхравновесных количествах по цепным реакция воспламенения и горения, при высоких температура – по реакциям термической диссоциации молекулярных частиц H2, O2, H2O.
Наиболее термодинамически вероятным являются следующие реакции:
H2⇆2H; ∆H°298K = 436, 173 Дж/моль; (3)
O2⇆2O; ∆H°298K = 495,374 Дж/моль; (4)
H2O⇆OH +1/2H2; ∆H°298K = 260 828 Дж/моль (5)
H2O⇆2H+O (6)
Экспериментальное определение термодинамических характеристик этих реакций при очень высоких температурах, например калориметрическим методом, трудоемко и технически сложно. В связи с этим исключительное значение приобретают методами статистической термодинамики. Они позволяют с большой точностью определить термодинамические данные для одно и двухатомных части по результатам спектроскопических исследований. Они позволяют с большой точностью определить термодинамические данные для одно- и двухатомных частиц по результатам спектроскопических исследований. Так для реакции H2 = 2H найдено следующее выражение для Константы равновесия
КP = 
, (7)
где QH и QH2- суммы состояний H и H2; m – масса частицы; h и k - постоянных Плана и Больцмана; IH2 – момент инерции молекулы H2; S – число симметрии, для H2 равное 2; v- частота колебаний ω – колебательное квантовое число, принимающее значения 0,1,2,3.
Для расчета по уравнению (6) можно принять следующие значения величин, найденные из спектроскопических данных 
=0,467•10-10г/м3; 
H°0 =430146±4180 Дж. Например, для 2000 К при использовании этих данных получают значение константы равновесия, равное Kр = 3,9.10-3.
Аналогичным образом рассчитываются термодинамические характеристики других реакций диссоциации газов на атомы и радикалы, при помощи которых возможен расчет равновесного состава газовой атмосферы при температурах, когда атомные частицы и радикалы имеют значительные содержания и парциальные давления.
Рисунок 4. Температурная зависимость равновесного состава газовой фазы, образованной из CO2(a) и из H2O(б) до 4000°С
Результаты расчета показывают ( рис. 4), что уже при 3000°С и р = 101,325 Па концентрация одноатомных галлов H и O и радикала OH достигает одного порядка с молекулярным компонентами газовой фазы; кривые содержаний которых, а также OH проходят через максимумы. При 4000°С в газовой атмосфере преобладают H и O в соотношении близком к 2: 1, суммарное содержание других составляющих становится =10%
Другим способом расчета равновесного состава многокомпонентной газовой высокотемпературной атмосферы является определение экстремумов полных термодинамических функций. При этом нет необходимости подключать к расчету константы равновесия. Задача состоит в определении состава, при котором, например, энергия Гиббса единицы массы системы при заданных G°Пi, p и T достигает минимального значения, т.е:
(8)
где G°П – стандартная энергия Гиббса; Mi – число молей i-го компонента в единицу массы системы.
При этом должны соблюдаться следующие дополнительные условия.
1.Закон сохранения вещества, выражаемый в обобщенном виде уравнением:
[Эj]= 
(9)
где [Эj] – число атомов элемента в единице массы системы:nji – атомов элемента i в j-м химическом веществе.
Число уравнений равно числу химических элементов m.
2. Уравнение Дальтона
p= 
= 
(10)
где М- общее число молей всех компонентов на единицу массы системы.
Для рещения уравнений () – () удобно ввести соотношения:
11)
и применить приведенную энергию Гиббса G*i = -G°i|T.
После этого определяется минимум функции
12)
где 
Для определения минимума функции и соответствующих к значений Mi и одного значения z при m условиях и одном условии используется метод Лагранжа. Составляется вспомогательная функция Л от к +m+2 переменных, в которых входят к неизвестных чисел Mi, величина z, m неопределенных множителей λi и один множитель λp. Эта функция имеет вид:
Л(M1,M2,…Mk,z,λi1,λi2,…λim,λp)= 
Дифференцирование этой функции по Mi,z,λj,λp дает уравнения
1. 
(13)
2. 
(14)
3. 
(15)
4. 
(16)
В связи с последним условием обобщённое уравнение производной
(17)
В качестве примера можно привести уравнении для расчета равновесного состава продуктов взаимодействия O2 и H2 (m=2) для заданной высокой T и заданного p. В них при T>2500K необходимо учитывать содержание шести (k=6) вида частиц: H2O, H2, O2, H, OH, O. Уравнение имеют вид:
; (18)
; (19)
\; (20)
; (21)
; (22)
; (23)
-[O]+MH2O+MOH+2MH2+MH=0 (24)
-[H]+2MH2O+MOH=2MH2+MH=0 (25)
-p+zMH2O+zMH2+zMO2+zMOH+zMH+|zMO=0 (26)
Система состоит из к+m91=6+2+1=9 уравнений, которых достаточно для определения неизвестных MH2O, MH2, MO2, MOH, MH, MO, z,λH и λO, по ним определяется равновесный состав газовой фазы.
Вопросы
1. Явления, происходящие при возбуждении атомов и молекул.
2. Расчет равновесия диссоциации молекул через константу равновесия.
3. Расчет равновесия на основе минимизации ∆G°.
Литература
1. Жданов С.К., Курчаев В.А. и др. Основы физических процессов в плазме и плазменных установках. М.: МИФИ. 2000 – 328с.
2.Рыжонков Д.И. и др. Теории металлургических процессов.– М.: Металлургия, 1989, 392 с.
3. Казачков Е.А. Расчёты по теории металлургических процессов. - М.: Металлургия, 1988, 288 с.
Лекция №3. Ионизация газов
План:
1. Виды ионизации
2. Термическая ионизация
3. Ионизация смеси газов
Виды ионизации элементарных частиц весьма разнообразны. Рассмотрим основные из них.
А. Контактная ионизация атомов и молекул. Она происходит на границе газовой сферы с ограничивающими ее твердыми и жидкими телами. На торцах газового промежутка такими телами являются электроды, обладающие разными потенциалами. Поэтому ионизация на этих поверхностях является как результатом ударов электронов о поверхности электродов, так и следствием воздействия электрического поля электродов и приэлектродных частей разрядного промежутка на среду.
Б. Фотоионизацияэлементарных частиц. Эта ионизация происходит при поглощении атомом излучения.
Для ионизации элементарных частиц необходима работа ионизации
a=hv= eоUi (27)
где ео- заряд электрона; (1,60210±0,00007)•10-19Кл.
v- частота излучения;
h- постоянная Планка.
Ui- потенциал ионизация данного газа.
hv- энергия фотона
Как видно из формулы (27), энергия, кванта пропорциональна частоте излучения. Для значительной части спектра излучения энергия кванта обычно бывает недостаточной для ионизации газов.
Только энергия квантов при частотах ультрафиолетового излучения и выше становится больше работы ионизации паров щелочных металлов (Ca, Na). Большинство же газов и паров металлов не может быть ионизировано в результате однократного поглощения кванта излучения.
В. Ионизация элементарных частиц при соударении. В зависимости от вида соударяющихся частиц различают ионизацию при соударении частиц с электронами и частиц газа с ионами.
Ионизация при соударении частиц газа с электронами. Работу ионизации можно выразить формулой:
ai=eUi (28)
Очевидно, электрон только тогда ионизирует атом (или молекул), когда его кинетическая энергия в момент соударения с атомом будет равна или больше работы ионизации: (Эк), ЭК>dj или
(29)
Если кинетическая энергия движущегося электрона настолько мала, что его сближение (соударение) с нейтральной частицей не вызывает изменения величины их внутренней энергии, то соударение называют упругим.
Но соударение может быть и неупругим и привести либо к возбуждению нейтральной частицы, либо, если соблюдено условие (4).
Относительная ионизация зависит от энергии ионизирующего электрона. Относительная ионизация при увеличении энергии электрона растет почти прямолинейно, а потом падает, асимптотически приближаясь к некоторой постоянной величине. Это объясняется тем, что с увеличением скорости электрона уменьшается время его пребывания в зоне воздействия на нейтральную частицу и вследствие этого уменьшается вероятность ионизации.
Если газ находится в замкнутом объеме и не подвергается воздействию внешних ионизирующих факторов (облучение, электрическое поле и т.д.), то в этом газе возможны следующие ионизационные процессы:
а. расщепление нейтральных частиц при соударении их друг с другом;
b. фотоионизация частиц, обусловленная тепловым излучением стенок, ограничивающих объем газов;
с. ионизация вследствие соударения нейтральных молекул и электронов, возникающих в газе благодаря первым двум процессам.
Теоретически все эти процессы должны происходить при любой температуре, практически же они начинают роль при температурах газа выше 2000-3000К.
Параллельно с ионизацией в газовом объеме происходит процесс деионизации – рекомбинация ионов и электронов в нейтральные частицы.
При установившемся состоянии процессы ионизации и рекомбинации уравновешивают друг друга и при данной температуре число электронов, ионов и нейтральных молекул является вполне определенным. Процесс ионизация и рекомбинации в газовом объеме можно выразить одним уравнением:
N+e0Ui↔N++e0 (30)
где
N - элементарные частицы в нейтральном состоянии;
e0Ui – работа ионизации;
e0 – элементарный отрицательный заряд;
N+ - положительно заряженные частицы.
Термической ионизации называется ионизация, вызванная в газе интенсивным тепловым движением его атомов (молекул) эта ионизация является разновидностью ударной ионизации. Энергию необходимую для ионизации атома получают только за счет соударений в тепловом давлении?
Предполагая, что газ при термоионизации находится в термодинамическом равновесии можно получить уравнение степени термической ионизации. Это уравнение вывел индийский ученный Сах:
(31)
где х - степень ионизации, т.е. отношения числа ионизированных молекул к полному числу молекул до ионизации в единице объема.
Однако в приведенном виде уравнение Саха имеет существенный недостаток. Оно не учитывает квантовых статистических весов состояния молекул gg и образующийся gp. Неучет этих факторов может вызвать ошибку в определении степени ионизации в несколько раз.
Учет эти факторы, В.Л. Грановский, дает уравнение термической ионизации в следующем виде
(32)
В таблице 1 приведены значения наименьших потенциалов ионизации и возбуждения для элементов, которыми чаще всего приходиться встречаться в руднотермических процессах.
На рисунке приведены графики степени ионизации некоторых элементов в зависимости от температуры.
Таблица 2 – Наименьшие потенциалы ионизации и возбуждения некоторых элементов
| Название элементов | Порядковый номер | Атомный вес | Наименьший потенциал, В | |
| ионизация | возбуждения | |||
| Серебро | 107,9 | 7,54 | 3,65 | |
| Алюминий | 27,0 | 5,96 | - | |
| Углерод | 12,0 | 11,22 | - | |
| Кальций | 40,1 | 6,10 | - | |
| Хром | 52,0 | 6,74 | - | |
| Медь | 63,6 | 7,69 | - | |
| Железо | 55,8 | 7,83 | - | |
| Калий | 39,1 | 4,33 | 1,6 | |
| Магний | 24,3 | 7,61 | 2,7 | |
| Марганец | 54,9 | 7,40 | - | |
| Молибден | 96,0 | 7,35 | - | |
| Натрий | 5,12 | - | ||
| Кремний | 28,1 | 7,94 | - | |
| Азот Одноатомный Двухатомный | ||||
| 14,0 | 14,5 | - | ||
| - | - | 15,8 | - | |
| Кислород Одноатомный Двухатомный | ||||
| 13,6 | 7,9 | |||
| - | - | 12, | - |
Рисунок 5. Влияние температуры на степень ионизации атомов
Для смеси нескольких газов вводят понятие о средней степени ионизации всей смеси, под которой понимают отношение числа всех ионизированных молекул к полному числу молекул в смеси до ионизации.
Если обозначить X степень ионизации, NO – число нейтральных молекул, а через NU – число ионизированных молекул k – того газа, то
(33)
Средняя степень ионизации всей смеси
Между = xk и xрез температурной и потенциалом ионизации существует следующие соотношение:
(35)
где р – суммарное давление смеси, мм.рт.ст.
Контрольные вопросы
1. Виды ионизации.
2. Формула Саха.
3. Уравнение расчета ионизации смеси газов.
Литература
1. Сисоян А.Г. Электрическая дуга в электрической печи. М.: Металлургия. 1974г.- 188с.
2.Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
3. Свенчанский А.Д., Смелянский М.Я. Электрические промышленные печи. Часть 2 М.: Энергия.1970г.-226с.
4. Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. М.Машиностроение. 1970.- 256с.
Вопросы
1. Типы рекомбинации.
2. Механизм рекомбинации.
3. Формула Леба.
Литература
1. Сисоян А.Г. Электрическая дуга в электрической печи. М.: Металлургия. 1974г.- 188с.
2. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
3. Свенчанский А.Д., Смелянский М.Я. Электрические промышленные печи. Часть 2 М.: Энергия.1970г.-226с.
4. Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. М.Машиностроение. 1970.- 256с.
Вопросы
1. Описать дуговой разряд.
2. Катодные явления.
3. Анодные явления.
Литература
1. Сисоян А.Г. Электрическая дуга в электрической печи. М.: Металлургия. 1974г.- 188с.
2. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
3. Залесский А.М. Электрическая дуга отключения Л.: Энергия 1993г.- 226с.
Вопросы
1. Образование в плазме сложных ионов из водорода и углерода.
2. Основные реакции в плазме с участием кислорода.
3. Основные реакции в плазме с участием водорода.
4. Основные реакции в плазме с участием хлора.
Литература
1. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65с.
2. Моссэ А.Л., Печковский В.В. Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск: Наука и техника, 1973.- 213с.
3. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
Литература
1. Каренгин А.Г. Плазменные процессы и технологии. Томск, ТПУ 2008. – 140с.
2. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
3. Краснов А.Н. и др. Низкотемпературная плазма в металлургии М.: 1970-187с.
Вопросы
1. Основные виды плазмотронов и их характеристики.
2. Особенности смешение компонентов в плазмохимическом реакторе.
3. Модели распространения струй из плазмообразующего газа и сырья
Литература
1. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65е.
2. Моссэ А.Л., Печковский В.В. Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск: Наука и техника, 1973.- 213с.
Литература
1. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
2. Краснов А.Н. и др. Низкотемпературная плазма в металлургии М.: 1970-187с.
Литература
1. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65с.
2. Моссэ А.Л., Печковский В.В. Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск: Наука и техника, 1973.- 213с.
3. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
4. Краснов А.Н. и др. Низкотемпературная плазма в металлургии М.: 1970-187с.
Литература
1. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65с.
2. Моссэ А.Л., Печковский В.В. Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск: Наука и техника, 1973.- 213с.
3. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
Литература
1. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65с.
2. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
3. Краснов А.Н., Шаривкер С.Ю., Зильберберг В.Г. Низкотемпературная плазма в металлургии. М., "Металлургия", 1970. – 242с.
Вопросы
1. Основные уравнения смешения плазменных струй с газом.
2. Подогреватель газа (плазмодуговой).
3. Области использования многодуговых плазматронов.
Литература
1. Чередниченко В.С. Плазменные электротехнологические установки: учебник для вузов / В.С. Чередниченко, А.С. Аньшаков, М.Г. Кузьмин. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. – 602 с.
2. Жуков М.Ф. Электродуговые генераторы термической плазмы / И.М. Засыпкин, А.Н. Тимошевский и др. – Новосибирск: Наука, 1999. – 712 с.
3. Влияние уступа в выходном электроде на эффективность работы двухкамерного плазмотрона / А.С. Аньшаков, Э.К. Урбах и др. // Теплофизика и аэромеханика. – 2006. – Т. 13, № 3. – С. 493–500.
4. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65с.
Литература
1. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с
2. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65с.
3. Моссэ А.Л., Печковский В.В. Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск: Наука и техника, 1973.- 213с.
Литература
1. Низкотемпературная плазма в металлургии//Краснов А.Н., Шаривкер С.Ю., Зильберберг В.Г.//М.: Металлургия, 1970. — 216 с.: ил.
2. Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов / Ю.В. Цветков, А.В. Николаев, А.В. Самохин // Автоматическая сварка. — 2013. — № 10-11 (726). — С. 112-118. Плазменные процессы и технологии// Каренгин А.Г.//
Учебное пособие. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. — 141 с.
Литература
1. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65е.
2. Моссэ А.Л., Печковский В.В. Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск: Наука и техника, 1973.- 213с.
Литература
1. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с
2. Сидоренко В.Ф., Андиакова Т.В., Пат.РФ. 2559946. Способ получения алюминия хлорида. 2001.
Литература
1. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
2. Краснов А.Н., Шаривкер С.Ю., Зильберберг В.Г. Низкотемпературная плазма в металлургии. М., "Металлургия", 1970. – 242с.
Литература
1. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
Вопросы
1) Метод определения восстановления хлоридов по диаграммам ΔG = f(T).
2) Термодинамика и практика восстановления TaCl5.
3) Термодинамика и практика восстановления TiCl4.
Литература
1.Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
2.Краснов А.Н., Шаривкер С.Ю., Зильберберг В.Г. Низкотемпературная плазма в металлургии. М., "Металлургия", 1970. – 242с.
Литература
1. В.Дембовский. Плазменная металлургия. Москва. «Металлургия» 1981г.
2. Чередниченко В.С. Плазменные электротехнологические установки: учебник для вузов / В.С. Чередниченко, А.С. Аньшаков, М.Г. Кузьмин. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2008. – 602 с.
Литература
1. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65с.
2. Моссэ А.Л., Печковский В.В. Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск: Наука и техника, 1973.- 213с.
3. Цветков Ю.В. Плазменная металлургия: Состояние, проблемы, перспективы. Сборник трудов ИМЕТ. Новые металлургические процессы и материалы. М.: Наука. 1991. С.32-44.
Литература
1. Краснов А.Н., Шаривкер С.Ю., Зильберберг В.Г. Низкотемпературная плазма в металлургии. М., "Металлургия", 1970. – 242с.
2. Безруков И.А., Малышев С.Н. и др. Новая технология эффективной переработки руд и промышленных отходов в плазменных шахтных руднотермических печах. – «EPOS – PROCESS». Сборник трудов второго международного конгресса «Цветные металлы», 2010
Литература
1. С.С. Набойченко, Н.Г. Агеев, А.П. Дорошкевич, В.П. Жуков, Е.И. Елисеев, С.В. Карелов, А.Б. Лебедь, С.В. Мамяченков. Процессы и аппараты цветной металлургии С.С. Учебник для вузов. - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. - 700 с.
2. Краснов А.Н., Шаривкер С.Ю., Зильберберг В.Г. Низкотемпературная плазма в металлургии. М., "Металлургия", 1970. – 242с.
3. Дембовский В. Плазменная металлургия.- М.: Металлургия. 1981. -280с.
Литература
1. Лотош В.Е. Переработка отходов природопользования. Книга третья. Екатеринбург. Полиграф. 2007. – 503с.
2. Краснов А.Н., Шаривкер С.Ю., Зильберберг В.Г. Низкотемпературная плазма в металлургии. М., "Металлургия", 1970. – 242с.
Литература
1. Крапивина С.А. Основы плазмохимии. Л.: ЛТИ, 1976, - 65с.
2. Моссэ А.Л., Печковский В.В. Применение низкотемпературной плазмы в технологии неорганических веществ. Минск: Наука и техника, 1973.- 213с.
3. Ванюков В.И., Зайцев В.Я. Теория пирометаллургических процессов. М.: Металлургия. 1973. – 188с.
4. Цветков Ю.В. Плазменные процессы в металлурги и технологии неорганических материалов // Автоматическая сварка. 2015, №10-11.
Литература
1. Лотошов В.Е. Переработка отходов природопользования. Книга третья. Екатеринбург: Полиграф. 2007 - 503с.
2. Цветков Ю.В. Плазменные процессы в металлургии и технологии неорганических материалов. // Автоматическая сварка. 2013г. №10-11.
Виктор Михайлович Шевко
ПЛАЗМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Сборник лекций
Редакторы Аманов Д.Д, Туленов М.А.
Подписано в печать ___________
Формат бумаги XxY 1/16
Бумага типографская. Печать офсетная. Объем __8,8_п.л.
Тираж 100 экз. Заказ №
© Издание Южно-Казахстанского государственного университета
им. М.Ауэзова
Издательский центр ЮКГУ им. М.Ауэзова, г. Шымкент, пр. Тауке хана, 5
Ф. 7.03-20
Шевко В.М., Каратаева Г.Е.
ПЛАЗМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Сборник лекций
Шымкент, 2016г
| |
Министерство образования и науки Республики Казахстан
южно-казахстанский государственный университет им.м.ауЭзова
Шевко В.М., Каратаева Г.Е.
ПЛАЗМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Сборник лекций
для магистрантов специальности 6М070900 - Металлургия
г.Шымкент, 2016г
| |
УДК 669.187
ББК 34.3
Шевко В.М., Каратаева Г.Е. Плазменные процессы/ Сборник лекций.- Шымкент: Южно-Казахстанский государственный университет им. М.Ауэзова, 2016. -139 с.
В сборнике лекций изложены общие сведения от основных физических и химических процессах, проходящих в плазме а так же областях использования низкотемпературной плазмы в металлургии и современных тенденциях в плазменной металлургии.
Сборник лекций предназначен для магистрантов специальности 6М070900 – Металлургия. Он может быть полезен для магистрантов и студентов родственных специальностей, а также для научных работников и инженерно-технических специалистов, работающих в области цветной и черной металлургии.
Рецензенты: Батькаев И.И. – д.т.н., профессор, ЮКГУ им.М.Ауезова
Сержанов Г.М. – доктор PhD, гл. спец. ОФ НИЦ солевых
технологий
Джункабаев К.А. – гл. технолог ТОО «Ferrum vtor»
Сборник лекций рекомендован к изданию Учебно-методическим советом ЮКГУ им. М.Ауэзова, протокол № 4 от «18» _01. 2016 г.
| |
Содержание
| Лекция 1. Общая характеристика низкотемпературной плазмы………… | |
| Лекция 2 Диссоциация газов при высоких температурах с образованием атомов и радикалов …………………………………………………………. | |
| Лекция 3. Ионизация газов…………………………………………………. | |
| Лекция 4. Рекомбинация газов……………………………………………… | |
Лекци Наши рекомендации |