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等離子清洗機產生的等離子體溫度怎么判別高低?

發布日期:2021-03-26 16:40 來源:http://www.historianr.com 點擊:

 等離子清洗機產生的等離子體溫度怎么判別高低?

  經常都會有朋友咨詢等離子清洗機的等離子體溫度問題,主要原因是憂慮等離子清洗機在處理產品或工件時,因等離子體溫度過高損傷資料表面。其實啊,咱們感受到的是等離子體的氣體溫度Tg,而等離子體溫度應該包括以下內容:
  從宏觀視點來看,溫度是物體冷熱的程度,而從微觀視點,溫度是粒子運動的測量,溫度越高粒子均勻動能越大,反之亦然。等離子體中常直接用粒子的均勻能量來表征溫度,當一個電子(荷電量為1.6×10-19庫侖)在電場中經過電位差為1伏特區間時,電子從電場中取得的能量為W=1eV,1eV=1.6×10-19庫侖×1伏特=1.6022×10-19焦耳,1eV對應的溫度是11600K(開氏溫度;開爾文)。
  等離子主要是經過粒子間磕碰來彼此傳遞能量,到達熱力學平衡,但各類粒子之間磕碰幾率是不持平的,因而傳遞能量也是不持平的。一般同類粒子之間磕碰幾率比較大,能量傳遞有用,容易經過磕碰到達平衡狀況,它們各自遵守麥克斯韋分布具有各自熱力學平衡溫度,如電子-電子磕碰到達熱力學平衡具有一定的溫度Te,叫電子溫度。離子-離子磕碰到達熱力學平衡具有一定溫度Ti,叫離子溫度,但電子和離子之間因為兩者質量相差懸殊,雖然也產生磕碰,但并不一定能到達平衡,所以Te和Ti不一定相同。
  若放電是在接近于大氣壓的高氣壓條件下進行,那么電子、離子、中性粒子會經過激烈磕碰而充分交換動能,從而使等離子體到達熱平衡狀況。
  若電子、離子、中性粒子(中性氣體)的溫度分別為Te,Ti,Tn,咱們把這三種粒子的溫度近似持平(Te≈ Ti ≈ Tn)的熱平衡等離子體,稱為熱等離子體(thermal plasma),在實踐的熱等離子體產生設備中,陰極和陽極間的電弧放電效果使得
  流入的工作氣體產生電離,輸出的等離子體呈噴射狀,可用作等離子體射流(常壓射流等離子體plasma jet)、等離子體噴焰(plasma torch)等。
  另一個方面,幾百帕以下的低氣壓等離子體常常處于非熱平衡狀況,電子在與離子或中性粒子的磕碰過程中幾乎不損失能量,所以有Te>>Ti,Ti>>Tn。咱們把這樣的等離子體稱為低溫等離子體(冷等離子體cold plasma)。低溫等離子體是工業使用中使用廣泛的等離子體,常見的就有真空(低壓)等離子清洗機。
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