Hannover 2016 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 22: Theory and Modelling III

P 22.2: Fachvortrag

Donnerstag, 3. März 2016, 11:30–11:55, b305

Thermische und chemische Nichtgleichgewichtseffekte in freibrennenden Bogenplasmen — •Margarita Baeva — INP Greifswald , Felix-Hausdorff-Strasse 2, 17489 Greifswald

Lichtbogenentladungen sind in zahlreichen industriellen Anwendungen vertreten. Eine wichtige Rolle spielen nicht nur die Prozesse im Plasma, sondern auch diese nah der Oberfläche der verwendeten Elektroden. Die vom thermodynamischen Gleichgwicht stark abweichende Grenzgebiete leiten den elektrischen Strom von der/zur Elektrode, kontrollieren die Wärmebilanz der Elektroden und dementsprechend deren Lebensdauer. In diesem Beitrag werden Effekte präsentiert und diskutiert, welche vom thermischen und chemischen Nichtgleichgewicht in freibrennenden Lichtbögen in Argon bewirkt werden. Die Ergebnisse umfassen Werte der Stromstärke zwischen 100 und 200 A, Elektrodenabstand von 5 bis 10 mm sowie Variation des Elektrodenmaterials und Form der Elektrodenspitze. Die Ergebnisse zeigen, dass Nichtgleichgewicht nah der Elektroden eine signifikante Auswirkung auf die Temperaturverteilung, elektrische Leitfähigkeit und Stromdichte und die elektrische Spannung haben. Chemisches Nichtgleichgewicht im Grenzgebiet der Kathode ist auf Transportprozesse zurückzuführen. Überbesetzung des atomaren Grundzustandes im zentrallen Bereich des Lichtbogens, Unterbesetzung der elektronisch angeregten Zustände in der Peripherie, axiale Abhängigkeit des Maximum des radialen Emissionkoeffizienten für of Ar I bei 696.5 nm, aufgehobene Besetzung des Ar (1s4) Resonanzniveuas in der Peripherie sind weitere Effekte des Nichtgleichgewichts.