Вступ

Високочастотний індукційний (ВЧІ) плазмотрон - це пристрій, що дозволяє отримувати за атмосферного тиску плазму з температурою 700-11000 К. Потужність сучасних ВЧІ-плазмотронів складає величну від одиниць до тисяч кіловат. Нагрівання плазми у високочастотному безелектродному плазмотроні індукційного типу являє собою добре відомий закон електромагнітної індукції, тобто індукційного нагрівання провідного середовища у змінному (високочастотному) електромагнітному полі. Провідним середовищем у даному випадку є іонізований газ - плазма. Високочастотне змінне магнітне поле індуктора індукує у плазмі кільцевий струм. Безелектродна кільцева форма струму, відсутність електродів визначають чистоту плазми у такому плазмотроні. Для утворення у плазмотроні провідного середовища за атмосферного тиску необхідно перш за все іонізувати газ від стороннього джерела, тобто "запалити" плазмотрон.

Після "запалювання" у розрядній камері ВЧІ-плазмотрона виникає самопідтримний стаціонарний безелектродний індукційний розряд за атмосферного тиску. Здійснюючи продування газу крізь розрядну камеру на виході плазмотрона можна отримати високотемпературний струмінь.

Завдяки безелектродній кільцевій формі струмів ВЧІ-плазмотрон є одним з небагатьох джерел, що дозволяють генерувати плазму, що не є забрудненою матеріалами електродів. До того ж ВЧІ-плазмотрон має практично необмежений ресурс роботи у будь-якому газовому середовищі.[1]

Ці та інші особливості ВЧІ-плазмотронів зробили їх незамінними у багатьох технологічних застосуваннях. Найпоширеніші технологічні процеси за участю ВЧІ-плазмотронів:

- синтез TiO₂;

- сфероідизація гранульованих порошків;

- сфероідизація пороків тугоплавких матеріалів;

- отримання SiO;

- спектральний аналіз.

Проте відсутність універсальності ВЧІ-плазмотронів вимагає гарних знань цієї області техніки та доброго володіння нею для ефективного використання плазмотронів. Саме тому дуже важливим є розрахунок основних параметрів ВЧІ-плазмотрона. Існуючі методи та формули для розрахунків надають можливість кваліфіковано визначити такі характеристики ВЧІ-плазмотронів, які найбільшою мірою відповідають параметрам оптимального технологічного процесу.

Зазвичай розрахунку підлягають наступні характеристики ВЧІ-плазмотрона:

- конструкція ВЧІ-плазмотрона;

- теплові параметри плазми;

- енергетичні та електричні параметри плазмотрона.[2]

Їх і розглянемо.

плазмотрон індуктор