Численное моделирование дугового плазмотрона постоянного тока с учетом явлений неустойчивости плазменного потока

Арслан Алмазович Кадыров, Владимир Яковлевич Фролов, Юрий Васильевич Мурашов, Arslan A. KADYROV, Vladimir Ya. FROLOV, Yuri V. MURASHOV

Аннотация


Разработаны нестационарные математические модели дугового плазмотрона с межэлектрод- ными вставками с вихревой стабилизацией и осевой подачей плазмообразующего газа с учетом яв­лений неустойчивости плазменного потока в программном продукте Comsol Multiphysics. Произве­ден анализ физических явлений, влияющих на устойчивость плазменного потока. Согласно анализу полученных данных были установлены факторы, влияющие на стабильность плазменного потока, а также установлено их взаимовлияние с целью компенсации развития неустойчивости потока. Произведено уточнение значений критического числа Рейнольдса путем сопоставления результа­тов численного моделирования верифицированной математической модели в идентичных режимах работы дугового плазмотрона с проведенными экспериментальными исследованиями. В результате исследования критическое значение числа Рейнольдса для конструкции плазмотрона ПН-В1 со­ставляет 267 и 212 при использовании источников питания АПР-403 и АПР-404 соответственно.

Ключевые слова


плазмотрон постоянного тока; плазменный поток; неустойчивость; математическая модель; вихревая стабилизация

Полный текст:

PDF

Литература


Frolov V., Petrov G., Yushin B., Dubov M., Churkin I., Ivanov D. Research and development of plasma technologies of spraying of coatings. — Proc. 18th Symposium on Physics of Switching Arc. NovM MMsto na MoravM (Czech Republic), 7-11 Sept. 2009), рр. 162-165.

Монин А.С. Гидродинамическая неустойчивость. Успехи физических наук, 1986, т. 150, вып. 1, с. 61-105.

Фролов В.Я., Лисенков А.А., Барченко В.Т. Физические основы применения низкотемпературной плазмы: Учебное пос. для вузов. Санкт-Петербургский политехнический университет, 2010.

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т.6. Гидродинамика. — М.: Наука, 1986, 3-е изд, 736 c.

Фролов В.Я., Дубов М.В., Юшин Б.А. Анализ теплового состояния струйных плазмотронов. — Научно-технические ве­домости Санкт-Петербургского государственного политехниче­ского университета, 2009, № 78, с. 125—129.

Frolov V., Petrov G., Yushin B., Dubov M., Churkin I., Ivanov D. Research and development of plasma technologies of spraying of coatings. — Proc. 18th Symposium on Physics of Switching Arc. Novi MMsto na MoravM (Czech Republic), 7—11, Sept 2009, pp. 162-165.

Monin A.S. Uspekhi fizicheskikh nauk — in Russ. (Physical sciences successes), vol. 150, iss. 1, pp. 61-105.

Frolov V.Ya., Lisenkov A.A, Barchenko V.T. Fizicheskiye osnovy primeneniya nizkotemperaturnoi plazmy: Uchebnoye pos. dlya vuzov (Physical bases of low-temperature plasma application: Tutorial for higher educational institutions). St. Petersburg State Polytekhnic University, 2010.

Landau L.D., Lifshits Ye.M. Teoreticheskaya fizika. Tom 6. Gidrodinamika (Theoretical Physics. Vol. 6. Hydrodynamics). Moscow, Publ. «Nauka», 1986,736 p.

Frolov V.Ya., Dubov M.V., Yushin B.A.




DOI: http://dx.doi.org/10.24160/0013-5380-2018-5-52-56

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Bookmark and Share