மிக உயர்ந்த சக்தி கொண்ட கிராஃபைட் மின்முனைகளின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை.

அல்ட்ரா-ஹை பவர் (UHP) கிராஃபைட் மின்முனைகளின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை முதன்மையாக வில் வெளியேற்ற நிகழ்வை அடிப்படையாகக் கொண்டது. அவற்றின் விதிவிலக்கான மின் கடத்துத்திறன், உயர்-வெப்பநிலை எதிர்ப்பு மற்றும் இயந்திர பண்புகளைப் பயன்படுத்தி, இந்த மின்முனைகள் உயர்-வெப்பநிலை உருக்கும் சூழல்களுக்குள் மின் ஆற்றலை வெப்ப ஆற்றலாக திறம்பட மாற்ற உதவுகின்றன, இதன் மூலம் உலோகவியல் செயல்முறையை இயக்குகின்றன. அவற்றின் முக்கிய செயல்பாட்டு வழிமுறைகளின் விரிவான பகுப்பாய்வு கீழே உள்ளது:

1. ஆர்க் டிஸ்சார்ஜ் மற்றும் மின்சாரத்திலிருந்து வெப்ப ஆற்றலுக்கான மாற்றம்

1.1 வில் உருவாக்க வழிமுறை
UHP கிராஃபைட் மின்முனைகள் உருக்கும் கருவிகளில் (எ.கா., மின்சார வில் உலைகள்) ஒருங்கிணைக்கப்படும்போது, ​​அவை கடத்தும் ஊடகமாகச் செயல்படுகின்றன. உயர் மின்னழுத்த வெளியேற்றம் மின்முனை முனைக்கும் உலை மின்னூட்டத்திற்கும் (எ.கா., ஸ்கிராப் எஃகு, இரும்புத் தாது) இடையே ஒரு மின்சார வளைவை உருவாக்குகிறது. இந்த வளைவு வாயு அயனியாக்கத்தால் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு கடத்தும் பிளாஸ்மா சேனலைக் கொண்டுள்ளது, வெப்பநிலை 3000°C ஐ விட அதிகமாக உள்ளது - இது வழக்கமான எரிப்பு வெப்பநிலையை விட மிக அதிகம்.

1.2 திறமையான ஆற்றல் பரிமாற்றம்
வில் மூலம் உருவாக்கப்படும் தீவிர வெப்பம் உலை மின்னூட்டத்தை நேரடியாக உருக்குகிறது. மின்முனைகளின் உயர்ந்த மின் கடத்துத்திறன் (6–8 μΩ·m வரை குறைந்த மின்தடையுடன்) பரிமாற்றத்தின் போது குறைந்தபட்ச ஆற்றல் இழப்பை உறுதி செய்கிறது, மின் பயன்பாட்டை மேம்படுத்துகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, மின்சார வில் உலை (EAF) எஃகு தயாரிப்பில், UHP மின்முனைகள் உருக்கும் சுழற்சிகளை 30% க்கும் அதிகமாகக் குறைத்து, உற்பத்தித்திறனை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது.

2. பொருள் பண்புகள் மற்றும் செயல்திறன் உறுதி

2.1 உயர் வெப்பநிலை கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மை
மின்முனைகளின் உயர்-வெப்பநிலை மீள்தன்மை அவற்றின் படிக அமைப்பிலிருந்து உருவாகிறது: அடுக்கு கார்பன் அணுக்கள் sp² கலப்பினமாக்கல் மூலம் ஒரு கோவலன்ட் பிணைப்பு வலையமைப்பை உருவாக்குகின்றன, வான் டெர் வால்ஸ் விசைகள் மூலம் இடை அடுக்கு பிணைப்புடன். இந்த அமைப்பு 3000°C இல் இயந்திர வலிமையைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது மற்றும் விதிவிலக்கான வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பை (500°C/நிமிடம் வரை வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்களைத் தாங்கும்) வழங்குகிறது, இது உலோக மின்முனைகளை விட சிறப்பாக செயல்படுகிறது.

2.2 வெப்ப விரிவாக்கம் மற்றும் க்ரீப்பிற்கு எதிர்ப்பு
UHP மின்முனைகள் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகத்தை (1.2×10⁻⁶/°C) வெளிப்படுத்துகின்றன, உயர்ந்த வெப்பநிலையில் பரிமாண மாற்றங்களைக் குறைக்கின்றன மற்றும் வெப்ப அழுத்தத்தால் விரிசல் ஏற்படுவதைத் தடுக்கின்றன. அவற்றின் க்ரீப் எதிர்ப்பு (அதிக வெப்பநிலையில் பிளாஸ்டிக் சிதைவை எதிர்க்கும் திறன்) ஊசி கோக் மூலப்பொருள் தேர்வு மற்றும் மேம்பட்ட கிராஃபிடைசேஷன் செயல்முறைகள் மூலம் மேம்படுத்தப்படுகிறது, இது நீண்ட அதிக சுமை செயல்பாட்டின் போது பரிமாண நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்கிறது.

2.3 ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு
ஆக்ஸிஜனேற்றிகளை (எ.கா., போரைடுகள், சிலிசைடுகள்) சேர்த்து மேற்பரப்பு பூச்சுகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், மின்முனைகளின் ஆக்சிஜனேற்ற தொடக்க வெப்பநிலை 800°C க்கு மேல் உயர்த்தப்படுகிறது. உருக்கும் போது உருகிய கசடுகளுக்கு எதிரான வேதியியல் மந்தநிலை அதிகப்படியான மின்முனை நுகர்வுகளைக் குறைத்து, வழக்கமான மின்முனைகளை விட 2-3 மடங்கு சேவை வாழ்க்கையை நீட்டிக்கிறது.

3. செயல்முறை இணக்கத்தன்மை மற்றும் கணினி உகப்பாக்கம்

3.1 மின்னோட்ட அடர்த்தி மற்றும் சக்தி கொள்ளளவு
UHP மின்முனைகள் 50 A/cm² க்கும் அதிகமான மின்னோட்ட அடர்த்தியை ஆதரிக்கின்றன. அதிக திறன் கொண்ட மின்மாற்றிகளுடன் (எ.கா., 100 MVA) இணைக்கப்படும்போது, ​​அவை 100 MW க்கும் அதிகமான ஒற்றை-உலை மின் உள்ளீடுகளை செயல்படுத்துகின்றன. இந்த வடிவமைப்பு உருக்கும் போது வெப்ப உள்ளீட்டு விகிதங்களை துரிதப்படுத்துகிறது - எடுத்துக்காட்டாக, ஃபெரோசிலிகான் உற்பத்தியில் ஒரு டன் சிலிக்கானுக்கு ஆற்றல் நுகர்வு 8000 kWh க்கும் குறைவாகக் குறைக்கிறது.

3.2 டைனமிக் பதில் மற்றும் செயல்முறை கட்டுப்பாடு
நவீன உருக்கும் அமைப்புகள், மின்முனையின் நிலை, மின்னோட்ட ஏற்ற இறக்கங்கள் மற்றும் வில் நீளம் ஆகியவற்றைத் தொடர்ந்து கண்காணிக்க, 1.5–2.0 கிலோ/டி எஃகுக்குள் மின்முனை நுகர்வு விகிதங்களைப் பராமரிக்க, ஸ்மார்ட் எலக்ட்ரோடு ரெகுலேட்டர்களை (SERs) பயன்படுத்துகின்றன. உலை வளிமண்டல கண்காணிப்புடன் (எ.கா., CO/CO₂ விகிதங்கள்) இணைந்து, இது மின்முனை-சார்ஜ் இணைப்பு செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.

3.3 அமைப்பு சினெர்ஜி மற்றும் ஆற்றல் திறன் மேம்பாடு
UHP மின்முனைகளைப் பயன்படுத்துவதற்கு உயர் மின்னழுத்த மின்சாரம் வழங்கும் அமைப்புகள் (எ.கா., 110 kV நேரடி இணைப்புகள்), நீர்-குளிரூட்டப்பட்ட கேபிள்கள் மற்றும் திறமையான தூசி சேகரிப்பு அலகுகள் உள்ளிட்ட துணை உள்கட்டமைப்பு தேவைப்படுகிறது. கழிவு வெப்ப மீட்பு தொழில்நுட்பங்கள் (எ.கா., மின்சார வில் உலை ஆஃப்-கேஸ் கோஜெனரேஷன்) ஒட்டுமொத்த ஆற்றல் செயல்திறனை 60% க்கும் அதிகமாக உயர்த்தி, அடுக்கு ஆற்றல் பயன்பாட்டை செயல்படுத்துகின்றன.

இந்த மொழிபெயர்ப்பு, கல்வி/தொழில்துறை சொற்களஞ்சிய மரபுகளைப் பின்பற்றி, சிறப்புப் பார்வையாளர்களுக்குத் தெளிவை உறுதி செய்யும் அதே வேளையில், தொழில்நுட்ப துல்லியத்தைப் பராமரிக்கிறது.