Hochstromkohlebogen: Physik Und Technik Einer Hochtemperatur-Bogenentladung

ISBN-13: 9783540013570 / Niemiecki / Miękka / 1948 / 222 str.

W. Finkelnburg

Opis

und Werner (Korting und Mathiesen A.G., Leipzig), Leuchs (Conradty, Nurnberg), Dr. Neukirchen (Ringsdorff-Werke, MehlemjRhein), Prof. Dr. Seeliger und seinen Mitarbeitern Dr. Rohloff und Franzmeyer sowie Prof. Dr. Th. Schmidt (Physikalisches Institut der Universitat Greifs wald), Dr. Steenbeck (Simens und Halske, Berlin), Prof. Dr. Stint zing (Rontgeninstitut der Technischen Hochschule Darmstadt) und Dipl.-Ing. Wolff mit verwertet und an den entsprechenden Stellen genannt. Allen diesen Herren sowie ihren Werken und Dienststellen bin ich zu be son derem Dank verpflichtet. Dem Buch liegen weiter zu einem erheblichen Teil Forschungs ergebnisse meines eigenen Arbeitskreises zugrunde, darunter zahlreiche unveroffentlichte meiner Mitarbeiter Hannappel, Dr. Haury, Heinz mann, Dr. Hocker, Kohler, Oftring, Frl. Reubold und Dr. Schluge. Ihnen allen, denen dieses Buch auch gewidmet ist, gilt mein herzlicher Dank, besonders meinem langjahrigen Mitarbeiter Dr. Schluge fur die kritische Durchsicht des Manuskripts, sowie fUr Hilfe mannigfacher Art. Mein Dank gilt ferner den Ringsdorff-Werken K.G. in MehlemjRhein und Herrn Dr. N eukirchen fUr die Lieferung von tausenden von Versuchs kohlen und fur manchen Rat aus der Praxis. NordlingenjBayern, im Sommer 1947 Wolfgang Finkelnburg Inhaltsverzeichnis. I. Einleitung . . . . . . . . . . II. Uberblick tiber Eigenschaften und Mechanismus des Nied- stromkohlebogens . . . . . . . . . . . . . . . . 3 III. Allgemeine Eigenschaften und Betriebsbedingungen des Ho- stromkohlebogens . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 5 . I. Vergleich der Eigenschaften von Niederstrombogen und Hochstromkohlebogen . . . . . . . . . . . . . .. . . . 5 2. Die Entwicklung des Hochstrombogens aus dem Nied- strombogen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 7 .

Spis treści

I. Einleitung.- II. Überblick über Eigenschaften und Mechanismus des Niederstromkohlebogens.- III. Allgemeine Eigenschaften und Betriebsbedingungen des Hochstromkohlebogens.- 1. Vergleich der Eigenschaften von Niederstrombogen und Hochstromkohlebogen.- 2. Die Entwicklung des Hochstrombogens aus dem Niederstrombogen.- 3. Der Beckbogen und andere Formen des Hochstromkohlebogens.- 4. Der positive Krater.- 5. Die Anodenflamme.- 6. Die Bogensäule.- 7. Der negative Brennfleck.- 8. Das Zischen des überlasteten Homogenkohlebogens.- 9. Der Wechselhochstrombogen.- 10. Der Drehstrom-Beckbogen.- 11. Hochstrombogenkohlen.- 12. Die Technik des experimentellen Arbeitens mit dem Hochstromkohlebogen.- IV. Die physikalischen Eigenschaften des Hochstromkohlebogens.- A. Elektrische Eigenschaften.- 1. Die Stromspannungskennlinien.- a) Meßmethoden.- b) Allgemeine Ergebnisse.- c) Die Kennlinien des Beckbogens und der Beckeffekt.- d) Ein Ähnlichkeitsgesetz für Bögen von verschiedenem Kohledurchmesser.- e) Der Einfluß des Materials der Negativkohle auf die Kennlinien.- f) Der Einfluß der Kohlenstellung.- g) Der Einfluß der Bogenlänge auf die Kennlinien.- h) Die Kennlinien von Wechselhochstrombögen.- 2. Anodenfall und Potentialverteilung im Bogen.- a) Die Methode der Potentialmessung.- b) Die Potentialverteilung im Bogen.- c) Ergebnisse der Anodenfallmessungen.- 3. Die Eigenschaften des zischenden Homogenkohlebogens.- a) Allgemeines.- b) Ausbildung und Bewegung von Brennfleck und Mikrobrennfleck.- c) Die niederfrequenten und die hochfrequenten Schwankungen von Spannung und Stromstärke.- d) Zischgeräusche und Leuchtdichteschwankungen.- e) Das Verhalten von Säule und Flamme des zischenden Bogens.- f) Zischneigung, Zischeinsatz und Bogenkennlinie.- g) Der Ablauf der Zischvorgänge.- B. Die Strahlung des Hochstromkohlebogens.- 1. Gesamtstrahlung und Gesamtstrahlungsausbeute.- a) Meßmethoden.- b) Die frontale Gesamtstrahlungsstärke.- c) Die Winkelverteilung der Gesamtstrahlung.- d) Gesamtstrahlung und Gesamtstrahlungsausbeute.- 2. Die Gesamtstrahlungsdichte des Hochstrombogenkraters.- a) Meßmethode.- b) Meßergebnisse an Homogenkohle- und Beckbögen.- 3. Leuchtdichte und Lichtstärke der Hochstromkohlebögen.- a) Meßmethoden.- b) Die Leuchtdichte des Niederstrom-Kohlebogenkraters.- c) Die Leuchtdichteverteilung über den Hochstrombogenkrater.- d) Die räumliche Verteilung der emittierenden Zentren.- e) Die Kraterleuchtdichte als Funktion der Bogenparameter bei Gleichstrombetrieb.- f) Die Kraterleuchtdichte des Wechselhochstrombogens.- g) Die Abhängigkeit der Kraterleuchtdichte von der Dochtzusammensetzung.- h) Die Leuchtdichte der Anodenflammen.- i) Der Zusammenhang von Kraterleuchtdichte, Anodenfall (bzw. Brennspannung) und Abbrand der Positivkohle.- k) Die Frontallichtstärke.- 4. Winkelverteilung der Lichtstrahlung, Lichtstrom und Lichtausbeute.- a) Die Messung der Winkelverteilung.- b) Lichtstrom und Lichtausbeute.- c) Die Abhängigkeit der Lichtausbeute von der Belastung und der Kraterleuchtdichte.- 5. UV-Strahlung, UV-Ausbeute und UV-Strahlungsdichte.- 6. Die Ultrarotstrahlungsdichte des Beckbogens.- a) Allgemeines.- b) Meßmethoden.- c) Die UR-Strahlungsdichte des Beckbogenkraters in Abhängigkeit von der Belastung und Dochtzusammensetzung.- 7. Die spektrale Energieverteilung der Bogenstrahlung.- a) Meßmethoden.- b) Die Energieverteilungskurven der Beckbogenstrahlung.- c) Die Energieverteilung der Strahlung des Homogenkohle-Hochstrombogens.- 8. Die spektroskopische Analyse der Bogenstrahlung.- a) Das Spektrum der Beckbogendämpfe.- b) Das Spektrum der Kohlenstoffanodenflamme des Homogenkohle-Hochstrombogens.- c) Das Spektrum der kontrahierten Säule.- 9. Die Farbe des Bogenlichts.- a) Meßmethoden.- b) Die Lichtfarbe der Beckkraterstrahlung.- c) Die Lichtfarbe des Beckbogen-Dampfstrahls.- C. Die Temperaturen im Hochstromkohlebogen.- 1. Bedeutung und Messung höchster Temperaturen. Die Definition der Hilfstemperaturen.- a) Allgemeines über die Messung höchster Temperaturen.- b) Wahre Temperatur, schwarze Temperatur, Farbtemperatur und Wiensche Temperatur.- 2. Die schwarze Temperatur des Beckbogenkraters.- a) Die pyrometrische Bestimmung der schwarzen Temperatur des Beckkraters.- b) Die schwarze Temperatur des Hochstrombogenkraters nach Gesamtstrahlungsmessungen.- c) Die schwarze Temperatur des Beckbogenkraters nach der Energieverteilungskurve der Strahlung.- d) Die Ermittlung der schwarzen Temperatur aus der Leuchtdichte.- 3. Die wahre Temperatur des Beckkraters.- a) Wiensches Gesetz und Wiensche Temperatur des Beckkraters.- b) Die Abschätzung der wahren Temperatur aus der schwarzen Temperatur.- 4. Die Temperatur der Anodenflammen.- a) Die Berechnung der Anodenflammentemperatur aus Messungen der Anodendampfstrahlgeschwindigkeit nach Seeliger-Rohloff.- b) Die Temperatur der Anodenflamme des zischenden Homogenkohle-Hochstrombogens.- c) Spektroskopische Bestimmungen der Dampftemperatur.- d) Die Temperatur der normalen nicht kontrahierten Niederstrombogensäule.- e) Die Temperatur der kontrahierten Hochstromsäule.- D. Sonstige Eigenschaften des Hochstromkohlebogens.- 1. Kohlenabbau und Materialtransport im Hochstrombogen.- a) Bedeutung für Theorie und Praxis.- b) Die Verdampfung als Hauptursache des Anodenabbaues.- c) Der Anodenabbau in Luft und die Ermittlung des Verbrennungsanteils.- d) Die Abhängigkeit des positiven „Abbrands“ vom umgebenden Gas.- e) Pilzwachstum und Mechanismus des Materialtransports im Bogen.- f) Der Kathodenabbau und seine Gesetze.- 2. Der Hochstromkohlebogen in reinen Gasen, bei Über- und Unterdruck.- a) Der Bogen in Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxyd.- b) Das Verhalten des Hochstromkohlebogens in Argon und seine Deutung.- c) Das Verhalten des Hochstromkohlebogens bei Unterdruck.- d) Das Verhalten des Hochstromkohlebogens bei Überdruck.- 3. Magnetische Eigenschaften und magnetische Beeinflussung des Hochstromkohlebogens.- a) Die Wirkung des Eigenmagnetfelds des Bogenstroms.- b) Die Wirkung eines unbewickelten „Blasmagneten“.- c) Die Wirkung eines äußeren magnetischen Querfeldes.- d) Die Wirkung eines magnetischen Längsfeldes.- e) Die theoretischen Grundlagen der Stabilisierung des Drehstrombogens durch ein magnetisches Drehfeld.- f) Ausführung und Ergebnis der Stabilisierung des Drehstrombogens.- g) Die magnetische Stabilisierung des Wechselstrombogens.- 4. Die Eigenschaften der kontrahierten Hochstromsäule.- a) Säulenumbildung und Säulensteifheit.- b) Potentialverlauf, Spektrum und Temperatur der Hochstromsäule.- c) Die Deutung der kontrahierten Säule und ihrer Steifheit.- 5. Chemische Eigenschaften des Hochstromkohlebogens.- a) Chemische Vorgänge im Homogenkohle-Hochstrombogen.- b) Die chemischen Vorgänge im Beckbogen.- c) Chemische Vorgänge in den Hochstromkohlen.- V. Bogenmechanismus und Theorie des Hochstromkohlebogens.- 1. Die empirischen Grundlagen der Theorie.- a) Der grundsätzliche Gegensatz zum Niederstrombogen.- b) Das empirische Hochstrombogengesetz.- 2. Die Deutung der Anodenflamme.- a) Die Deutung des Leuchtens und der Länge der Anodenflamme.- b) Die Abhängigkeit der Anodenflamme von den Versuchsbedingungen.- c) Anodenflammensäume und Anodenflammenchemismus.- 3. Der Mechanismus der anodischen Vorgänge.- 4. Die Energiebilanz des Anodenfallgebiets.- 5. Die Theorie des Anodenfalls beim Hochstromkohlebogen.- a) Modellvorstellungen und Möglichkeiten einer Anodenfalltheorie.- b) Die thermische Anodenfalltheorie.- c) Die kinetische Anodenfalltheorie.- d) Offene Probleme der Anodenfalltheorien.- 6. Mechanismus und Theorie des normalen und des zischenden Homogenkohlebogens.- a) Die Theorie der Stromdichtekonstanz beim normalen Anodenfall des Homogenkohlebogens.- b) Der Mechanismus des Zischens.- c) Die Ermittlung von Säulengradient und Anodenfall des zischenden Homogenkohle-Hochstrombogens.- d) Die Deutung der Anodenfallmessungen am Zischbogen.- e) Der Mechanismus des Homogenkohle-Hochstrombogens.- 7. Zur Theorie der kathodischen Vorgänge.- 8. Die Theorie der turbulenten und der kontrahierten Säule des Hochstromkohlebogens.- a) Die turbulente Bogensäule.- b) Die allgemeine Theorie der stationären Bogensäule.- c) Die Theorie der kontrahierten Hochstromsäule.- d) Die Theorie des Wendeins der kontrahierten Säule und seiner Verhinderung.- VI. Die technischen Anwendungen des Hochstromkohlebogens.- 1. Der Beckbogen als Scheinwerferlichtquelle.- 2. Der Beckbogen in der Atelierbeleuchtung.- 3. Der Beckbogen in der Kinoprojektion.- 4. Der Hochstromkohlebogen in der medizinischen Therapie.- 5. Sonstige wissenschaftliche und technische Anwendungen der Beckbogenstrahlung.- 6. Der Hochstromkohlebogen in der Schweißtechnik.- 7. Chemische Anwendungen des Hochstromkohlebogens.- VII. Literaturverzeichnis.