Diffusion et influence des vapeurs métalliques au voisinage de l'anode d'un arc électrique dans l'azote

par Bouhjar Rahhaoui

Thèse de doctorat en Physique des gaz et des plasmas

Sous la direction de Marc Fitaire.

Soutenue en 1986

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Ce travail est consacré à l'étude du transfert des vapeurs métalliques émises par une électrode en cuivre dans une colonne d'arc et à leur influence sur Le comportement de La colonne et sur La stabilité de La tension d'arc. On utilise un arc de 6 mm de diamètre, stabilisé par paroi et brûlant dans l'azote avec un courant de 20 A. L'étude est effectuée au voisinage de l'anode. Des mesures spectroscopiques montrent que Le pourcentage du cuivre dans La colonne est inférieur à 0,1% et que La température sur L'axe est de l'ordre de 7500K. Une étude expérimentale montre que la diffusion gouverne le transfert des vapeurs métalliques. La composante axiale des vitesses de diffusion des vapeurs de cuivre, mesurée est de L'ordre de 8 m/s. En faisant L'hypothèse de L'E. T. L. , nous avons calculé les flux de diffusion de ces vapeurs à partir des valeurs expérimentales de La température et de la densité du cuivre neutre. Les valeurs des vitesses axiales obtenues par ce calcul sont en bon accord avec celles mesurées. Ce calcul des flux montre que La contribution de La diffusion ambipolaire dans le transfert des vapeurs de cuivre est de 20% de la diffusion totale. La quantité de métal éjectée sous forme de vapeurs de cuivre est de 5% de la perte de masse totale pour un arc de 20A. L'observation simultanée de l'émission du cuivre et les fluctuations de La tension d'arc montre une corrélation serrée entre ces deux phénomènes. Nous montrons que les fluctuations de la tension d'arc sont dues essentiellement à La modification de la conductance de la colonne par les vapeurs métalliques.

  • Titre traduit

    Diffusion and influence of metallic vapours near the anode of an electric arc in nitrogen


  • Résumé

    This study is devoted to the behaviour of the metallic vapour ejected from a copper electrode to the column of a nitrogen arc and its influence on the voltage stability. The present study is made in the vicinity of the anode, with a current intensity of 20 A. Spectroscopy measurements show that the percentage of copper vapours in the arc column is Less than 0. 1 %, and that the temperature on the axis is of the order of 7500 K. Experimental studies show that diffusion plays an important role in copper vapour transfer. The measured axial component of the copper vapour diffusion velocity is of the order of 8 m/s. The calculation of the metallic vapour diffusion flux was obtained from the experimental results for the temperature and from the neutral copper density, assuming Local Thermodynamic Equilibrium. This calculation shows that the contribution of the ambipolar diffusion is only about 20% with respect to those of the ordinary diffusion. The quantity of metal vaporized is about 5 % of the total mass losses, for a 20A arc. The simultaneous observation of copper vapour in the arc column and arc voltage fluctuations shows a correlation exists between these 2 phenomes. We finally found that these voltage fluctuations arc connected with modification of the column conductance due to metallic vapours.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (111 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. [109]-111

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(1986)154
  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-034332
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