Современная электрометаллургия, 2013, №04



2013 №04 (05)

2013 №04 (07)

---

Современная электрометаллургия, 2013, #4, 47-53 pages

ВИХРЕВОЙ ЭФФЕКТ И ГАЗОДИНАМИКА В ПОЛОМ ЭЛЕКТРОДЕ ПЛАЗМОТРОНА

К.А. Цыкуленко, В.А. Шаповалов, В.В. Степаненко, Д.М. Жиров

Институт электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев, ул. Боженко 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Abstract
Работа направлена на изучение основных газодинамических характеристик плазмотрона с полым катодом, что, в конечном итоге, должно привести к созданию высокоресурсного металлургического плазмотрона. Показана взаимосвязь вихревого эффекта и газодинамики полого электрода плазмотрона. Дано описание физической модели плазмотрона с полым электродом для исследования распределения в нем газовых потоков. Показано, что на выходе из завихрителя пристеночный поток представляет собой несколько отдельных спирально закрученных жгутов, направленных как в электрод, так и в сопло. В результате в центральной части полости формируется область пониженного давления. Определено изменение давления пристеночного вихревого потока на стенку полого электрода по мере удаления этого потока от камеры завихрителя в зависимости от глубины полости электрода и давления газа, подаваемого в камеру завихрителя. Исследовано распределение давления выходящего потока газа по сечению сопла модели плазмотрона. На основании анализа литературных данных и собственных предварительных экспериментов предложена гипотетическая схема движения потоков газа в плазмотроне с полым электродом. Библиогр. 13, ил. 7.


Keywords: ресурс работы плазмотрона; полый электрод; вихревой эффект; модель плазмотрона; давление потока газа; область пониженного давления; схема движения газовых потоков


Received:                12.07.13
Published:               01.11.13


References
1. Электродуговые генераторы термической плазмы / М.Ф. Жуков, И.М. Засыпкин, А.Н. Тимошевский и др. - Новосибирск: Наука, 1999. - 712 с.
2. Кривцов В.С., Планковский С.И. Проблемы создания высокоресурсных сильноточных электродуговых плазмотронов // Авиационно-космическая техника и технология. - 2005. - № 7. - С. 7-20.
3. Митрофанов Н.К., Школьник С.М. Две формы привязки атмосферной дуги постоянного тока в аргоне к термоэмиссионному катоду // Журн. техн. физики. - 2007. - 77, № 6. - С. 34-44.
4. Атаманюк В.И. Разработка путей и средств повышения стабильности формирования швов при сварке неплавящимся электродом: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Волгоград, 2008. - 19 с.
5. Мухаева Д.В. Электро- и энергоперенос в прикатодной области дугового разряда: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 2011. - 20 с.
6. Меркулов В.В. Исследование тепловых и электрических характеристик плазмотрона с самоустанавливающейся длиной дуги: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Улан-Удэ, 2005. - 20 с.
7. Гриценко А.А. Разработка и обоснование характеристик плазмотрона косвенного действия для обработки биоткани: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - М., 1992. - 16с.
8. А.с. 1748616 СССР, МПК Н 05 В 7/22. Анодный узел электродугового плазмотрона / М.Ф. Жуков, С.П. Ващенко, Г.-Н.Б. Дандарон, Х.Ц. Заятуев. - Опубл. 10.09.95; Бюл. № 25.
9. Жуков М.Ф., Коротеев А.С., Урюков Б.А. Прикладная динамика термической плазмы. - Новосибирск: Наука, 1975. - 298 с.
10. ВЧ- и СВЧ-плазмотроны / С.В. Дресвин, А.А. Бобров, В.М. Лелевкин и др. - Новосибирск: Наука, 1992. - 319 с.
11. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. - М.: Машиностроение, 1969. - 182 с.
12. Вихревые аппараты / А.Д. Суслов, С.В. Иванов, А.В. Мурашкин, Ю.В. Чижиков. - М.: Машиностроение, 1985. - 256 с.
13. Мощный неравновесный вихревой СВЧ разряд большого объема на воздухе атмосферного давления / А.А. Бобров, И.К. Киселев, В.М. Лелевкин и др. // Плазмохимия-91. - М.: ИНХС АН СССР, 1991. - С. 88-118.