Автоматическая сварка, 2015, №10



2015 №10 (01)

2015 №10 (03)

---

Журнал «Автоматическая сварка», № 10, 2015, с. 11-19
 

Моделирование характеристик плазмы сжатой дуги при воздушно-плазменной резке на прямой и обратной полярностях

М.Ю. Харламов², И.В. Кривцун^1,2, В.Н. Коржик^1,2, В.И. Ткачук², В.Е. Шевченко^1,2, В.К. Юлюгин², Ву Бойи¹, А.И. Ситко², В.Е. Ярош²

¹ Китайско-украинский институт сварки им. Е.О.Патона (Гуандунский Генеральный Институт промышленных технологий (Гуанчжоусский научно-исследовательский институт цветных металов)), КНР 363, Changxing Road, Tianhe, Guangzhou, 510650, China Е-mail: vnkorzhyk@gmail.com
² ИЭС им. Е.О. Патона НАН У. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
В статье рассматриваются вопросы математического моделирования турбулентного течения электродуговой плазмы при плазменной резке на прямой и обратной полярностях. Отмечается, что основные сложности моделирования резки на обратной полярности возникают при описании течения плазмы в приэлектродных областях. Для этого описание электромагнитных характеристик дуги в полости реза предлагается осуществлять на основе известных экспериментальных данных. На основе численного моделирования проводится детальный сравнительный анализ влияния режимов работы плазмотрона и полярности дуги на электрические характеристики дугового разряда, тепловые и газодинамические характеристики плазменного потока. Библиогр. 17, табл. 1, рис. 5.
 
Ключевые слова: плазменная резка, прямая и обратная полярность, электродуговая плазма, турбулентное течение, математическое моделирование, приэлектродные области, электрические характеристики дугового разряда
 
Поступила в редакцию 21.07.2015
Подписано в печать 01.10.2015
 

1. Ширшов И.Г. Плазменная резка. – Л.: Машиностроение, 1987. – 192 с.
2. Киселев Ю.Я. Исследование и разработка технологии и оборудования плазменно-дуговой резки металлов на обратной полярности: Дис. … д-ра техн. наук: 05.03.01. – Кишинев, 2005. – 331 c.
3. Щицын В.Ю. Совершенствование конструкций плазмотронов и технологий плазменной обработки металлов на обратной полярности: Дис. … канд. техн. наук: 05.03.06. – Пермь, 2005. – 154 с.
4. Математическое моделирование электрической дуги / В.С. Энгельшт, Д.С. Асанов, В.Ц. Гурович и др. – Фрунзе: Илим, 1983. – 363 с.
5. Computer-aided simulation and experimental study of dusted plasma jets emitting into limited space / Yu.S. Borisov, A.V. Chernyshov, I.V. Krivtsun, et al. // Proc. of the National Thermal Spray Conference. – Boston, USA, 1994. – P. 361–366.
6. Теория столба электрической дуги / Под ред. М.Ф. Жукова. – Новосибирск: Наука, 1990. – 376 с.
7. Favalli R.C., Szente R.N. Physical and мathematical мodeling of non transferred plasma torches // Brazilian Journal of Physics. – 1998. – № 1, March. – P. 25–34.
8. Математическая модель дуговой плазмы, генерируемой плазмотроном с проволокой-анодом / М.Ю. Харламов, И.В. Кривцун, В.Н. Коржик и др. // Автомат. сварка. – 2007. – № 12. – С. 14–20.
9. Об уточнении математической модели электрической дуги в плазмотроне с внешней токоведущей проволокой / М.Ю. Харламов, И.В. Кривцун, В.Н. Коржик и др. // Там же. – 2009. – № 1. – С. 53–56.
10. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Наука, 1973. – 847 с.
11. Boulos M.I., Fauchais P., Pfender E. Thermal plasmas: Fundamentals and applications. – Vol. 1. – New York and London: Plenum Press, 1994. – 467 p.
12. Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. – 1990. – № 8. – P. 269–289.
13. Иевлев В М. Турбулентное движение высокотемпературных сплошных сред. – М.: Наука, 1975. – 254 с.
14. Wilcox D.C. Turbulence modeling for CFD. – DCW Industries Inc., La Canada, California, 1994. – 460 p.
15. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. – М.: Наука, 1971. – 552 с.
16. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. – М.: Мир, 1990. – Т. 1. – 384 с.
17. Пасконов В.М., Полежаев В.И., Чудов Л.А. Численное моделирование процессов тепломассопереноса. – М.: Наука, 1984. – 286 с.