Моделирование характеристик плазмы сжатой дуги при воздушно-плазменной резке на прямой и обратной полярностях

Abstract

В статье рассматриваются вопросы математического моделирования турбулентного течения электродуговой плазмы при плазменной резке на прямой и обратной полярностях. Отмечается, что основные сложности моделирования резки на обратной полярности возникают при описании течения плазмы в приэлектродных областях. Для этого описание электромагнитных характеристик дуги в полости реза предлагается осуществлять на основе известных экспериментальных данных. На основе численного моделирования проводится детальный сравнительный анализ влияния режимов работы плазмотрона и полярности дуги на электрические характеристики дугового разряда, тепловые и газодинамические характеристики плазменного потока.

The paper deals with the issues of mathematical modelling of turbulent flow of electric arc plasma in straight and reverse polarity plasma cutting. It is noted that the main complexity of modelling reverse polarity cutting arises at description of plasma flow in near-electrode regions. In view of that, it is proposed to describe arc electromagnetic characteristics in the cut cavity proceeding from the known experimental data. Detailed comparative analysis of the influence of plasmatron operating modes and arc polarity on arc discharge electric characteristics, thermal and gas-dynamic characteristics of the plasma flow is performed on the base of numerical modelling.