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      等離子清洗機產生的等離子體溫度如何判斷高低?

      更新時間:2020-08-03   點擊次數:471次
         等離子清洗機產生的等離子體溫度如何判斷高低?
        經常都會有朋友咨詢等離子清洗機的等離子體溫度問題,主要原因是擔心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材料表面。其實啊,大家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:
        從宏觀角度來看,溫度是物體冷熱的程度,而從微觀角度,溫度是粒子運動的量度,溫度越高粒子平均動能越大,反之亦然。等離子體中常直接用粒子的平均能量來表征溫度,當一個電子(荷電量為1.6×10-19庫侖)在電場中通過電位差為1伏特區間時,電子從電場中獲得的能量為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)。
        等離子主要是通過粒子間碰撞來相互傳遞能量,達到熱力學平衡,但各類粒子之間碰撞幾率是不相等的,因而傳遞能量也是不相等的。一般同類粒子之間碰撞幾率比較大,能量傳遞有效,容易通過碰撞達到平衡狀態,它們各自服從麥克斯韋分布具有各自熱力學平衡溫度,如電子-電子碰撞達到熱力學平衡具有一定的溫度Te,叫電子溫度。離子-離子碰撞達到熱力學平衡具有一定溫度Ti,叫離子溫度,但電子和離子之間由于兩者質量相差懸殊,雖然也發生碰撞,但并不一定能達到平衡,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、中性粒子會通過激烈碰撞而充分交換動能,從而使等離子體達到熱平衡狀態。
        若電子、離子、中性粒子(中性氣體)的溫度分別為Te,Ti,Tn,我們把這三種粒子的溫度近似相等(Te≈ Ti ≈ Tn)的熱平衡等離子體,稱為熱等離子體(thermal plasma),在實際的熱等離子體發生裝置中,陰極和陽極間的電弧放電作用使得
        流入的工作氣體發生電離,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態,電子在與離子或中性粒子的碰撞過程中幾乎不損失能量,所以有Te>>Ti,Ti>>Tn。我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應用中應用廣泛的等離子體,常見的就有真空(低壓)等離子清洗機。
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