Плазмотрон исследован в диапазоне силы тока 0,6...2,1 кА. По­током газа электрическая дуга выносится через сопло и вытяги­вается, напряжение на ней растет. При некотором положении дуги происходит пробой на стенку сопла и напряжение уменьшается.

Таким образом, механизм шунтирования вызывает колебания напря­жения на дуге, интенсивность которых существенно зависит от отно-

Рис. 3.45. Изменение напряжения и колебаний

напряжения в зависимости от d Id

с ш

шения диаметров сопла и шайбы. На рис. 3.45 приведена зависимость среднего значения напря­мі

жения и колебаний напряжения от отношения - р-.

ш

При работе на азоте возникают более существенные колебания, чем при работе на воде, из-за большего расхода вследствие меньшей теплоты испарения воды.

Температура торможения в центре горячей струи на расстоянии

20 мм от среза сопла определялась путем расчета по измеренным

значениям тепловых потоков. Во всех опытах отношение d /d = 0,75.

с ш

Так как температура в дуговом канале без протока зависит от от­ношения силы тока к диаметру канала, то применим такую обработку экспериментальных данных, полученных В. Б. Федотовым. Как видно из рис. 3.46, при одинаковых отношениях l/d температуры в струе на

выходе из плазмотрона достаточно близки. При больших значениях силы тока достигается температура 15000 К.

Полное давление в струе, измеренное насадком, и давление на торце внутреннего электрода оказались практически одинаковыми. Давление, как видно из рис. 3.47, в значительной мере зависит от силы тока в дуге и приблизительно пропорционально длине дугового канала I. При больших значениях силы тока полное давление дости-

к

Рис. 3.46. Зависимость температуры на оси струи плазмотрона с дугой, стабилизирован­ной в канале жидкого азота, от параметра

ш

О - d = 10 мм: А - d = 20 мм; о - d - Ш Ш Ш

= 30 мм

Рис. 3.47. Зависимость давления внутри ду­гового канала в районе катода от силы тока

гало 0,2 МПа. При этом скорость горячего потока на выходе из канала достигала ско­рости звука.

Из-за высокого давления дуговой канал имеет форму, существенно отличную от ци­линдрической. Диаметр канала в районе ниж­него электрода больше диаметра шайбы. Для того чтобы дуговой канал имел ограниченные заранее определенные размеры, необходимо подобрать параметры вихревой форсунки и расход жидкости. В наших опытах расход жидкого азота составлял - 0,5 кг/с. Изменение расхода жидкости практически не сказывается на параметрах горячей струи.