Моделирование электрической дуги с тугоплавким катодом и испаряющимся анодом

Abstract

Для уточнения разработанной ранее комплексной модели процессов энерго-, массо- и электропереноса в столбе и анодной области электрической дуги с тугоплавким катодом и испаряющимся анодом, горящей в инертном газе, предложено уравнение конвективной диффузии ионизированного металлического пара в дуговой плазме с учетом различия коэффициентов диффузии атомов, одно- и двухзарядных ионов металла, наличия термодиффузионных потоков металлических частиц, а также дрейфа ионов пара в электрическом поле. На основе уточненной таким образом комплексной математической модели проведен численный анализ влияния диффузионного испарения материала анода (Fe) на тепловые, газодинамические и электромагнитные характеристики многокомпонентной плазмы столба и анодной области стационарной электрической дуги с тугоплавким катодом (W) при ее горении в инертном газе (Ar). Показано существенное влияние распределения температуры поверхности металла в области анодной привязки дуги на распределения температуры и плотности электрического тока в прианодной плазме, а также на распределенные и интегральные характеристики ее теплового воздействия на поверхность испаряющегося анода.