Способ нагрева газа в электродуговом нагревателе
Область использования: электронагрев газа. Между коаксиально установленными электродами нагревателя в осевом магнитном поле зажигают радиальной дуговой разряд. Пропускают нагреваемый газ через зону разряда. Подают в эту зону вещество с низким потенциалом в количестве 0,01-0,05% от расхода нагреваемого газа. 3 ил.
Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано в высокоэнтальпийных установках с электродуговыми нагревателями коаксиальной схемы. Целью изобретения является повышение эффективности нагрева потока газа, т. е. повышения температуры нагреваемого газа без увеличения мощности, подводимой разряду. На фиг. 1-3 представлены варианты схем устройств для реализации предлагаемого способа. Устройства содержат электродуговой нагреватель газа коаксиальной схемы с магнитной стабилизацией разряда, включающий внешний электрод-катод 1, образующий разрядную камеру 2, внутренний электрод-анод 3, изолятор 4, разделяющий электроды 1 и 3, соленоид 5, охватывающий внешний электрод 1, канал 6 для подачи рабочего газа в разрядную камеру 2, зону горения разряда 7 и сверхзвуковое сопло 8. Первый вариант устройства (см. фиг. 1) содержит форсунку 9 для ввода вещества в зону горения разряда 7, установленную со стороны подачи холодного газа в нагреватель. Во втором варианте устройства (см. фиг. 2) форсунка 10 для ввода вещества в зону горения разряда 7 установлена в стенке внутреннего электрода 3. При этом форсунка 10 расположена в зоне горения разряда 7, а ее выходной торец выполнен заподлицо с наружной поверхностью внутреннего электрода 3 (фиг. 2, узел 1). В устройстве (см. фиг. 3) на поверхности внешнего 1 и внутреннего 3 электродов нагревателя в зоне горения разряда 7 нанесено покрытие 11 из вещества, содержащего материал с низким потенциалом ионизации. Предлагаемый способ нагрева газа в электродуговом нагревателе при использовании устройств (фиг. 1 и 2) реализуется следующим образом. Через канал 6 в разрядную камеру 2 подают рабочий газ и зажигают дуговой разряд. Дуга горит между наружной поверхностью головки внутреннего электрода 3 и внутренней поверхностью внешнего электрода 1, вращаясь в кольцевом зазоре между ними (зона горения разряда 7) под действием магнитного поля, создаваемого соленоидом 5. Затем форсункой 9 (см. фиг. 1), либо при помощи форсунки 10 (см. фиг. 2) вводят в зону разряда 7 в течение всего цикла работы нагревателя вещество с низким потенциалом ионизации (например, эвтектический сплав щелочных металлов калия и натрия, жидкий при нормальных условиях) в количестве 0,01-0,05% от расхода нагреваемого газа. Рабочий газ нагревают, пропуская его через зону разряда 7. Далее нагретый газ истекает через сверхзвуковое сопло 8. Прекращают ввод вещества в зону разряда 7 перед отключением дуги нагревателя. В устройстве (см. фиг. 3) предлагаемый способ нагрева газа реализуется следующим образом. В разрядной камере 2 поверхность внешнего 1 и внутреннего 3 электродов нагревателя в зоне горения разряда 7 покрывают веществом 11, содержащим материал с низким потенциалом ионизации (например, концентрированный водный раствор гидроксида калия). Электроды нагревателя с нанесенным на них покрытием просушивают на воздухе при нормальных условиях. Затем через канал 6 в разрядную камеру 2 подают рабочий газ и зажигают дуговой разряд. Под воздействием дуги покрытие с поверхностей внешнего 1 и внутреннего 3 электродов испаряется и попадает в зону разряда 7. Рабочий газ нагревают, пропуская его через зону разряда 7, который затем истекает через сверхзвуковое сопло 8.
Формула изобретения
Способ нагрева газа в электродуговом нагревателе, при котором между коаксиально установленными электродами нагревателя в осевом магнитном поле зажигают радиальный дуговой разряд, пропускают нагреваемый газ через зону разряда и подают в зону вещество с низким потенциалом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева потока газа, вещество с низким потенциалом вводят в количестве 0,01 0,05% от расхода нагреваемого газа.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002
Извещение опубликовано: 20.05.2002
