Effective dissociation temperature for estimation of electric arc plasma composition

Spectroscopy investigations of the thermal multicomponent plasma of the electric arc discharge between copper electrodes in carbon dioxide flow were carried out. The technique of calculation of plasma equilibrium composition is discussed. The influence of thermal dissociation of molecular gas on the plasma state is estimated. It was assumed that the thermal dissociation of molecules of working gas play the key role in deviation from local thermodynamic equilibrium (LTE) in plasma.Спектроскопічними методами досліджено термічну багатокомпонентну плазму електродугового розряду між мідними електродами у потоці вуглекислого газу. Обговорюється методика розрахунку рівноважного складу плазми. Оцінено вплив термічної дисоціації молекулярного газу на стан плазми. Припускається, що термічна дисоціація молекул робочого газу є основним механізмом відхилення від локальної термодинамічної рівноваги в плазмі.Спектроскопическими методами исследована термическая многокомпонентная плазма электродугового разряда между медными электродами в потоке углекислого газа. Обсуждается методика расчета равновесного состава плазмы. Оценено влияние термической диссоциации молекулярного газа на состояние плазмы. Предполагается, что термическая диссоциация молекул рабочего газа является основным механизмом отклонения от локального термодинамического равновесия в плазме

Plasma of electric arc discharge between copper electrodes in a gas flow

Spectroscopy investigations of the thermal multicomponent plasma of the electric arc discharge between copper electrodes in carbon dioxide and argon flows were carried out. The technique of calculation of plasma equilibrium com­p­o­sition is discussed. The influence of hydrodynamic cooling of gas flow on the plasma state is estimated. It was assumed that the thermal dissociation of molecules of working gas play the key role in deviation from local thermodynamic equilibrium (LTE) in plasma.Спектроскопічними методами досліджено термічну багатокомпонентну плазму електродугового розряду між мідними електродами у потоках аргону та вуглекислого газу. Обговорюється методика розрахунку рівноважного складу плазми. Оцінений вплив гідродинамічного охолодження потоком газу на стан плазми. Припускається, що термічна дисоціація молекул робочого газу є основним механізмом відхилення від локальної термодинамічної рівноваги в плазмі.Спектроскопическими методами исследована термическая многокомпонентная плазма электродугового разряда между медными электродами в потоках аргона и углекислого газа. Обсуждается методика расчета равновесно­го состава плазмы. Оценено влияние гидродинамического охлаждения потоком газа на состояние плазмы. Предполагается, что термическая диссоциация молекул рабочего газа является основным механизмом отклонения от локального термодинамического равновесия в плазме

Plasma of electric arc between electrodes from composite materials

The investigations of the processes of the mass transfer in a discharge gap of electric arc and peculiarity of interactions of composite electrode surface with discharge plasma were carried out. The optical spectroscopy and metallographic techniques were used. The unique secondary structure of electrode surface was formed by plasma of an electric arc discharge in air at arc current under 100 A.Металографічними методами та методами оптичної спектроскопії досліджені процеси масопереносу у розрядному проміжку електричної дуги. Вивчена особливість взаємодії поверхні композиційних електродів з розрядною плазмою. Виявлена унікальна вторинна структура поверхні електродів під впливом дугового розряду в повітрі при силі струму до 100 А.Металлографическими методами и методами оптической спектроскопии исследованы процессы массопереноса в разрядном промежутке электрической дуги. Изучена особенность взаимодействия поверхности композиционных электродов с разрядной плазмой. Обнаружена уникальная вторичная структура поверхности электродов под влиянием дугового разряда в воздухе при силе тока до 100 А

The electric arc plasma temperature: the role of the secondary structure of the composition electrode's working layer

The radial profiles of the plasma temperature of the electric arc between electrodes from composition materials on the base of cooper (Cu, Cu-Mo, Cu-Mo-LaB6) and silver (Ag-Ni, Ag-CdO) are studied by optical spectroscopy techniques. The occurrence of the secondary structure in electrodes’ working layers under effect of the electric discharge was found by metallography technique. The influence of the investigated electrode composition and its secondary structure nature on the plasma axial temperature and its radial distribution is shown.Методами оптичної спектроскопії досліджені радіальні профілі температури плазми електричної дуги між електродами з композиційних матеріалів на основі міді (Cu, Cu-Mo, Cu-Mo-LaB6) і срібла (Ag-Ni, Ag-CdO). Металографічними методами виявлене утворення вторинної структури у робочому шарі електродів під впливом електричного розряду. Показаний вплив складу досліджуваних електродів і природи їх вторинної структури на температуру плазми на осі розряду та її радіальний розподіл.Методами оптической спектроскопии исследованы радиальные профили температуры плазмы электричес¬ кой дуги между электродами из композиционных материалов на основе меди (Cu, Cu-Mo, Cu-Mo-LaB6) и сереб¬ ра (Ag-Ni, Ag-CdO). Металлографическими методами установлено возникновение вторичной структуры в рабо¬ чем слое электродов под влиянием электрического разряда. Показано влияние состава исследуемых электродов и природы их вторичной структуры на температуру плазмы на оси разряда и ее радиальное распределение

Investigations of thermal plasma with metal impurities. Part І: The influence of electrodes composition on plasma properties

Present paper deals with spectroscopic investigations of electric arc discharge plasma in argon flow between Cu- Mo and Cu-Mo-LaB₆ composite electrodes. Obtained profiles of temperature and electron density were used for calculation of plasma composition and metals’ content in assumption of local thermodynamic equilibrium (LTE). Significant influence of LaB₆ admixture on plasma properties was found.Pабота посвящена спектроскопическим исследованиям плазмы электродугового разряда между Cu-Mo и Cu-Mo-LaB₆ композитными электродами в потоке аргона. Полученные распределения температуры и электронной концентрации использованы для расчета состава плазмы и содержания металлов в предположении состояния локального термодинамического равновесия. Установлено существенное влияние примеси LaB₆ на свойства плазмы.Pобота присвячена спектроскопічним дослідженням плазми електродугового розряду між композитними Cu-Mo та Cu-Mo-LaB₆ композитними електродами в потоці аргону. Отримані розподіли температури та електронної концентрації використано для розрахунку складу плазми та вмісту металів у припущенні стану локальної термодинамічної рівноваги. Встановлено суттєвий вплив домішки LaB₆ на властивості плазми

Plasma of electric arc between composite electrodes on silver base

The investigations of the processes of the mass transfer in a discharge gap of electric arc and peculiarity of interactions of discharge plasma with composite electrode surface were carried out. The optical spectroscopy and metallographic techniques were used. It was found that qualitative change of electric erosion mechanism of electrodes components are realized with increasing of arc current up to 30 A

ARC discharge in a cross flow of gas

The experimental study of nonequilibrium air plasma flow of atmospheric pressure in the transverse arc discharge of high voltage is conducted. The high non-izothemality in the air plasma during its space evolution is shown in dependence on the gas flow rate and discharge energy deposition with a detailed emission spectroscopic diagnostics of excited atoms, molecules and radicals along the plasma jet.Проведені експериментальні дослідження нерівноважної повітряної плазми атмосферного тиску в поперечному дуговому розряді високої напруги. З використанням спектрів випромінювання атомів, молекул та радикалів показана еволюція рівня неізотермічності в плазмі повітря в залежності від швидкості газового потоку та енергії, що вкладається в розряд.Проведены экспериментальные исследования неравновесной воздушной плазмы атмосферного давления в поперечном дуговом разряде высокого напряжения. С использованием спектров излучения атомов, молекул и радикалов показана эволюция уровня неизотермичности в плазме воздуха в зависимости от скорости газового потока и энерговклада в разряд

Plasma of electric arc discharge between Cu-Mo electrodes

The radial profiles of the plasma parameters of the electric arc between electrodes from composition materials on the base of cooper Cu-Mo are studied by optical spectroscopy techniques in the assumption of the local thermodynamic equilibrium (LTE). The occurrence of the secondary structure in electrodes’ working layers under effect of the electric discharge was found by metallographic technique. The influence of the investigated electrode composition and its secondary structure nature on the plasma axial temperature and its radial distribution is shown.Методами оптичної спектроскопії в припущенні локальної термодинамічної рівноваги (ЛТР) досліджено радіальні профілі параметрів плазми електричної дуги між електродами з композиційних матеріалів на основі міді Cu-Mo. Металографічними методами виявлено утворення вторинної структури у робочому шарі електродів під впливом електричного розряду. Показано вплив структури досліджуваних електродів та їх робочих поверхонь на температуру плазми на осі розряду та її радіальний розподіл.Методами оптической спектроскопии в предположении локального термодинамического равновесия (ЛТР) исследованы радиальные профили параметров плазмы электрической дуги между электродами из композиционных материалов на основе меди Cu-Mo. Металлографическими методами установлено возникновение вторичной структуры в рабочем слое электродов под влиянием электрического разряда. Показано влияние структуры исследуемых электродов и их рабочих поверхностей на температуру плазмы на оси разряда и ее радиальное распределение

Exact Solution for the Critical State in Thin Superconductor Strips with Field Dependent or Anisotropic Pinning

An exact analytical solution is given for the critical state problem in long thin superconductor strips in a perpendicular magnetic field, when the critical current density j_c(B) depends on the local induction B according to a simple three-parameter model. This model describes both isotropic superconductors with this j_c(B) dependence, but also superconductors with anisotropic pinning described by a dependence j_c(theta) where theta is the tilt angle of the flux lines away from the normal to the specimen plane

Destraction of chlorine-containing organic agents in a plasma-liquid

The plasmachemical destruction of persistent toxic agent 1,1-di(4-chlorophenol)-2,2,2-threechlorethane (DDT) in water solutions is researched in this work. The destruction of agricultural pesticide containing DDT was carried out in water solution at atmospheric pressure with usage of plasma treatment on the basis of secondary discharges with a "liquid" electrode, and of combination of a plasma method with reagent method. The comparative analysis of results of the physical-chemical analysis and biological test of toxicity of solutions is carried out and the optimum regimes for destruction and detoxication of DDT in water are determined.В роботі досліджувалась плазмохімічна деструкція стійкої токсичної речовини 1,1-ді(4-хлорфенол)-2,2,2- трихлоретан (ДДТ) у водних розчинах. Деструкція сільскогосподарського пестициду, що містить ДДТ, проводилась у водному розчині при атмосферному тиску з використанням як плазмової методики на базі вторинних розрядів з «рідим» електродом, так і комбінації плазмового методу з реагентним методом. Проведено порівняльний аналіз результатів фізико-хімічного аналізу та біологічного контролю за токсичністю розчинів та на його базі визначені оптимальні режими для деструкції та детоксикації ДДТ у воді.В работе исследовалась плазмохимическая деструкция устойчивого токсичного вещества 1,1-ди(4- хлорфенол)-2,2,2-трихлорэтан (ДДТ) в водных растворах. Деструкция сельскохозяйственного пестицида содержащего ДДТ проводилась в водном растворе при атмосферном давлении с использованием как плазменной методики на основе вторичных разрядов с «жидким» электродом, так и комбинации плазменного метода с реагентным методом. Проведен сравнительный анализ результатов физико-химического анализа и биологического контроля токсичности растворов и на его основе определены оптимальные режимы для деструкции и детоксикации ДДТ в воде