እጅግ በጣም ከፍተኛ ኃይል ግራፋይት ኤሌክትሮዶች የስራ መርህ.

የ ultra-high power (UHP) ግራፋይት ኤሌክትሮዶች የስራ መርህ በዋናነት በአርከስ ፈሳሽ ክስተት ላይ የተመሰረተ ነው. እነዚህ ኤሌክትሮዶች ልዩ የሆነ የኤሌትሪክ ንክኪነታቸውን፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠንን የመቋቋም እና የሜካኒካል ባህሪያቸውን በመጠቀም ከፍተኛ ሙቀት ባለው የማቅለጫ አካባቢዎች ውስጥ የኤሌክትሪክ ኃይልን በብቃት እንዲቀይሩ ያስችላሉ፣ በዚህም የብረት ሂደቱን ያንቀሳቅሳሉ። ከዚህ በታች የእነሱ ዋና የአሠራር ዘዴዎች ዝርዝር ትንታኔ ነው-

1. አርክ ማፍሰሻ እና ከኤሌክትሪክ-ወደ-ሙቀት-ኢነርጂ መቀየር

1.1 አርክ ፎርሜሽን ሜካኒዝም
የ UHP ግራፋይት ኤሌክትሮዶች ወደ ማቅለጫ መሳሪያዎች (ለምሳሌ የኤሌክትሪክ ቅስት ምድጃዎች) ሲዋሃዱ, እንደ ማስተላለፊያ ሚዲያ ይሠራሉ. ከፍተኛ-ቮልቴጅ ማፍሰሻ በኤሌክትሮል ጫፍ እና በምድጃው ክፍያ (ለምሳሌ የብረት ብረት, የብረት ማዕድን) መካከል የኤሌክትሪክ ቅስት ይፈጥራል. ይህ ቅስት በጋዝ ionization የተፈጠረ የፕላዝማ ቻናል የሙቀት መጠኑ ከ 3000 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ ነው - ከተለመደው የቃጠሎ ሙቀት እጅግ የላቀ።

1.2 ውጤታማ የኃይል ማስተላለፊያ
በአርከስ የሚፈጠረው ኃይለኛ ሙቀት የእቶኑን ክፍያ በቀጥታ ይቀልጣል. የኤሌክትሮዶች የላቀ የኤሌትሪክ ንክኪነት (ከ6-8 μΩ·m ዝቅተኛ የመቋቋም አቅም ያለው) በሚተላለፉበት ጊዜ አነስተኛውን የኃይል ብክነት ያረጋግጣል ፣ የኃይል አጠቃቀምን ያመቻቻል። በኤሌክትሪክ ቅስት እቶን (ኢኤኤፍ) የአረብ ብረት ስራ፣ ለምሳሌ UHP ኤሌክትሮዶች የማቅለጥ ዑደቶችን ከ30% በላይ ሊቀንሱ ይችላሉ፣ ይህም ምርታማነትን በእጅጉ ያሳድጋል።

2. የቁሳቁስ ባህሪያት እና የአፈፃፀም ማረጋገጫ

2.1 ከፍተኛ ሙቀት መዋቅራዊ መረጋጋት
የኤሌክትሮዶች ከፍተኛ ሙቀት የመቋቋም ችሎታ ከክሪስታል አወቃቀራቸው የሚመነጭ ነው፡ የተደራረቡ የካርበን አተሞች በ sp² hybridization በኩል የኮቫለንት ቦንድ ኔትወርክን ይፈጥራሉ፣ በቫን ደር ዋልስ ሃይሎች በ interlayer ማሰሪያ። ይህ መዋቅር ሜካኒካል ጥንካሬን በ 3000 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ይይዛል እና ልዩ የሙቀት ድንጋጤ የመቋቋም (እስከ 500 ° ሴ / ደቂቃ የሙቀት መጠን መለዋወጥን መቋቋም) ያቀርባል, ከብረታ ብረት ኤሌክትሮዶች ይበልጣል.

2.2 ለሙቀት መስፋፋት እና ለሽርሽር መቋቋም
የ UHP ኤሌክትሮዶች የሙቀት ማስፋፊያ አነስተኛ መጠን (1.2×10⁻⁶/° ሴ)፣ ከፍ ባለ የሙቀት መጠን የመጠን ለውጥን በመቀነስ እና በሙቀት ጭንቀት ምክንያት ስንጥቅ እንዳይፈጠር ይከላከላል። የእነሱ ሾልከው የመቋቋም ችሎታ (በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ የፕላስቲክ መበላሸትን የመቋቋም ችሎታ) በመርፌ ኮክ ጥሬ ዕቃዎች ምርጫ እና የላቀ የግራፍላይዜሽን ሂደቶች የተመቻቸ ነው ፣ ይህም ረዘም ያለ ከፍተኛ ጭነት በሚሠራበት ጊዜ የመጠን መረጋጋትን ያረጋግጣል።

2.3 የኦክሳይድ እና የዝገት መቋቋም
አንቲኦክሲደንትስ (ለምሳሌ ቦሪድስ፣ ሲሊሳይድ) በማካተት እና የወለል ንጣፎችን በመተግበር የኤሌክትሮዶች ኦክሳይድ አጀማመር የሙቀት መጠን ከ800°C በላይ ከፍ ይላል። በማቅለጥ ጊዜ ቀልጦ በሚፈጠርበት ጊዜ ኬሚካላዊ አለመረጋጋት ከመጠን በላይ የኤሌክትሮዶች ፍጆታን ይቀንሳል, የአገልግሎት ህይወቱን ከተለመደው ኤሌክትሮዶች ከ2-3 እጥፍ ያራዝመዋል.

3. የሂደቱ ተኳሃኝነት እና የስርዓት ማመቻቸት

3.1 የአሁኑ ጥግግት እና የኃይል አቅም
የ UHP ኤሌክትሮዶች ከ 50 A/cm² በላይ የሆኑ የአሁን እፍጋቶችን ይደግፋሉ። ከፍተኛ አቅም ካላቸው ትራንስፎርመሮች (ለምሳሌ 100 MVA) ጋር ሲጣመሩ ከ100 ሜጋ ዋት በላይ የሆነ ነጠላ-ምድጃ የሃይል ግብአቶችን ያስችላሉ። ይህ ንድፍ በማቅለጥ ወቅት የሙቀት ግቤት ፍጥነትን ያፋጥናል - ለምሳሌ በፌሮሲሊኮን ምርት ውስጥ በአንድ ቶን ሲሊከን የኃይል ፍጆታን ከ 8000 ኪ.ወ በሰአት ይቀንሳል።

3.2 ተለዋዋጭ ምላሽ እና የሂደት ቁጥጥር
ዘመናዊ የማቅለጫ ዘዴዎች ስማርት ኤሌክትሮድ ተቆጣጣሪዎች (SERs) በመቅጠር የኤሌክትሮዶችን አቀማመጥ፣ የአሁኑን መለዋወጥ እና የአርከስ ርዝመት ያለማቋረጥ በመቆጣጠር ከ1.5-2.0 ኪ.ግ. ከእቶን የከባቢ አየር ክትትል (ለምሳሌ፣ CO/CO₂ ሬሾዎች) ጋር ተዳምሮ ይህ የኤሌክትሮድ-ቻርጅ መጋጠሚያ ቅልጥፍናን ያሻሽላል።

3.3 የስርዓት ውህደት እና የኢነርጂ ውጤታማነት ማሻሻል
የ UHP ኤሌክትሮዶችን መዘርጋት ከፍተኛ-ቮልቴጅ የኃይል አቅርቦት ስርዓቶችን (ለምሳሌ, 110 ኪሎ ቮልት ቀጥታ ግንኙነቶች), የውሃ ማቀዝቀዣ ኬብሎች እና ውጤታማ የአቧራ መሰብሰቢያ ክፍሎችን ጨምሮ ደጋፊ መሠረተ ልማት ያስፈልገዋል. የቆሻሻ ሙቀት ማገገሚያ ቴክኖሎጂዎች (ለምሳሌ፣ የኤሌትሪክ ቅስት እቶን ከጋዝ መገጣጠም) አጠቃላይ የኢነርጂ ውጤታማነትን ከ 60% በላይ ያሳድጋል፣ ይህም የ Cascading energy አጠቃቀምን ያስችላል።

ይህ ትርጉም የአካዳሚክ/ኢንዱስትሪ ቃላቶችን በሚከተልበት ጊዜ ቴክኒካዊ ትክክለኝነትን ይጠብቃል፣ ይህም ልዩ ለሆኑ ተመልካቾች ግልጽነትን ያረጋግጣል።