电弧温度的测量介绍
仪器网 · 2012-07-14 15:16 · 44488 次点击
电弧或电火花和火焰的性质不同。火焰是燃料燃烧的结果,其能量为化学能:在电弧或电火花中,热能由电能转换而来,带电的离子和自由电子在电场中加速,它们从电源中获得动能,这些有向运动的能量在连续不断的碰撞过程中转化为由马克斯威尔一玻尔茨曼定律所描述的无向运动的能量。碰撞中,电子的状态可能被激发,运动能量可能会有一部分转化为热能。但是,这和一般的平衡状态很不相同,电弧的电子温度可能比电弧的运动温度高几千度,用内能状态所描述的电弧的激发温度可能比电弧的运动温度也高,因此,测量电弧的温度和测最火焰的温度类似,不同测量方法会得到不同的假定温度.
火焰的最高温度受燃料嫩烧的限制,高温火焰之一是氧乙炔吹管的火焰,其峰值温度大约可达到3580K.然而,电弧或电火花的温度却不受这种限制,它们所能达到的最大温度仅只取决于放电的功率和消耗在电弧体积内的功率,所以在理论上它没有高限温度,已有人测量出高达50000K的高温电弧。
测量高温气体和火焰温度的某些方法也可以用来测量电弧的温度。在使用细丝热电偶测量电弧的温度时,鲁道夫(Rudolph)分析了在电弧等离子区中的离子、自由电子、亚稳态原子和热电偶丝间的能食交换,并考虑了热电偶丝直径的影响,认为测量误差值还是在可以接受的范围内。用谱线亮度法测量电弧的温度是使用较多的一种方法,然而在极高温的电弧中,这个方法要求限制电弧中所出现的离子数量.利用声速法测量电弧温度时,得到的是电弧的运动温度.也可利用电弧中气体的折射率和温度的关系,由折射率的大小来测量电弧的温度,这种方法很适合测量小尺寸的电弧和电火花的温度。根据相似原理,可以用马赫-蔡特尔干涉仪来测量电弧内的温度分布.
用不同的测量方法,将得到这种方法所对应的假定温度,它可能是电弧的运动温度,也可能是电子温度或其他假定温度.电弧和电火花的温度测量还不够成熟,尚处在发展中,有不少间题需要研究解决.
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