Тепловое излучение электрической дуги

Свободно горящие дуги в реакционных объемах электрических печей являются самыми интенсивными и высокотемпературными источниками излучения теплоты. Интенсивность теплового излучения электрической дуги достигает 9000 Вт/м2 [27]. Излучение электрической дуги близко к излучению абсолютно черного тела. Температура столба дуги может быть определена по уравнению:

Tc = 800Ui,

где Tc - температура столба дуги, К; Ui - потенциал ионизации газов, в котором горит дуга, В.

При плавке сталей на свойства столба дуги влияют материалы испаряющихся электродов и состав газовой печной среды (CO2, CO, N2, Ar, H2). Наименьшие потенциалы ионизации некоторых элементов характеризуются следующими величинами (в В): углерод - 11,22; железо - 7,83; кальций - 6,10; водород - 15,40; фтор - 16,9; азот - 15,8; кислород - 12,5; диоксид углерода - 14,1; оксид углерода - 14,1; аргон - 15,7 [27].

Теоретически возможная температура дуги оценивается в 3000 - 20000 К.

Электрическая дуга может рассматриваться как точечный источник излучения, потому что ее объем по сравнению с реакционным объемом печи несоизмеримо мал.

Интенсивность облучения поверхности стен, свода и ванны может быть определена по формуле [27]:

Здесь g - интенсивность облучения, кВт/м2; Kэ - поправочный коэффициент, учитывающий экранизацию дуги; Pд - мощность дуги, кВт; φ - угол между направлениями радиуса r и нормалью к облучаемой площадке, град; r - расстояние от центра дуги до центра площадки, м.