Исследование направлено на расширение режимов работы плазмо­тронов. В экспериментах варьировались расстояние между электродами I в пределах от 10 до 40 мм, расход воздуха, сила тока и напря­женность магнитного поля. Опыты проводились на нескольких плазмо-

Рис. 3.21. Вольт-амперные ха-
рактеристики дуги при G -. 0
(//, А/см):

х - Н - 2500; • - Н - 1740; О - Н - 800; Д - Н - 2800 : 0 - Н - - 1860: * - Н - 1240: □ - Н -

- 870

тронах, схематически показанных на рис. 2.5, 2.12 и др. Плазмо­троны имели боковой вывод газа или смесительную камеру. Боковой выход горячего газа или смесительная камера позволяли получить не - закрученный поток воздуха в выходном сечении сопла. Диаметр кри­тического сечения изменялся от 3 до 30 мм. За счет изменения расхода и площади критического сечения сопла изменялись давление в плазмотроне и скорость газа в межэлектродном зазоре. Из рассмот­рения вольт-амперных характеристик, приведенных на рис. 3.21, а также из рис. 3.22 и 3.23 видно, что при отсутствии расхода газа через плазмотрон напряжение остается достаточно большим и может составлять сотни В. Поэтому степенные аппроксимации эксперимен­тальных данных в виде U ~ <л которые приводят к результату U = 0 при G = 0, применимы только при достаточно больших расходах. Экс­перименты показывают, что вольт-амперные характеристики до силы тока ~ 4 кА - падающие как при значительных расходах, так и при G = 0. Имеется слабая, но явно выраженная зависимость напряжения от напряженности магнитного поля (рис. 3.24). Увеличение межэлек­тродного расстояния, как видно из рис. 3.25, приводит к сильному росту напряжения, однако функционально эта зависимость слабее линейной. В нашем случае имеет место степенная зависимость вида

Рис. 3.22. Вольт-амперные характерис-
тики дуги при / * 40 мм, Н ■ 1240 А/см,

d - 6 мм: кр

О - G * 65 г/с; □ — (?** 20 г/с; • —
G * 10 г/с; А — G * 0

U ~ Р' • Это происходит, несмотря на то, что длина дуги с уве­личением межэлектродного зазора, согласно изложенному выше и экс­периментам, растет сильнее, чем по линейному закону. Такое пове­дение можно объяснить изменением условий обдува дуги холодным газом, т. е. уменьшением скорости обдува при увеличении меж­электродного расстояния, а также падением напряженности электри­ческого поля в дуге при уменьшении отношения среднего диаметра

D

межэлектродного зазора к расстоянию между электродами —р - (ом. рис. 3.19).

Отношение длины дуга к ее поперечному размеру (см. рис. 3.11) также оказывает заметное воздействие на напряженность электри­ческого поля в дуге, что должно привести к ослаблению зависимости напряжения от межэлектродного расстояния.

На рис. 3.23 показано влияние расхода на напряжение на дуге. Увеличение расхода при постоянном диаметре критического сечения выходного сопла приводит, с одной стороны, к росту давления (плотности) газа, в котором горит дуга, с другой стороны, усили­вается интенсивность обдува дуга холодным и более плотным газом, вследствие чего увеличивается ее длина.

Влияние давления на напряжение видно из рассмотрения рис. 3.25. Несмотря на уменьшение скорости обдува дуги и несколько меньший

расход газа, напряжение заметно увеличивается при уменьшении диа­метра критического сечения выходного сопла. При переходе от d =

= 6 мм к d = 3 мм давление увеличивается примерно в 3 раза (с

0, 6 до 1,75 МПа).