Статья

Наименование	Сравнительный анализ энергетической эффективности плазмотронов различных типов
Авторы	Мурга В. В., к. т. н., доц. Грищенко Е. А., студ.
Раздел	Металлургия и материаловедение
Год	2017	Выпуск	49	Страницы	66 - 73
УДК	621.365.29			EDN	ZWJPTJ
Аннотация	Приведены результаты экспериментальных исследований КПД электродуговых плазмотронов и плазмотрона с жидким электродом. Предложена методика оценки теплового поля плазмотрона с жидким электродом на основании дифференциальных уравнений. Получены количественные оценки теплового КПД различных плазмотронов и предложены рекомендации по применению плазмотронов с жидким электродом для промышленного использования.
Реферат	Цель. Оценка эффективности преобразования электрической энергии в тепловую у плазмотронов различных типов, применяемых для плазменной термообработки металлов Методика. Для оценки КПД процесса нагрева использована математическая модель. Результаты моделирования сравнивались с экспериментальными данными. Распределение теплового поля рассматривалось на основании результатов моделирования в среде Mathсad и расчетов зоны теплового воздействия плазмотрона. Результаты. Определены электрические характеристики электродуговых плазмотронов и плазмотрона с жидким катодом. Оценены значения теплового КПД и КПД процесса нагрева поверхности металлов у плазмотронов различных типов. Определены температурные поля на краю зоны обработки и на поверхности металла. Доказана эффективность применения плазмотрона с жидким катодом для операции плазменной поверхностной термообработки металла. Научная новизна. Научная новизна заключается в методе оценки КПД процесса нагрева, основанном на определении интегральных тепловых потоков в зоне теплового влияния. Данная зона ограничивается парогазовой оболочкой в случае с плазмотроном с жидким электродом или поверхностью металла, диаметром сопла и плоскостью среза сопла  в случае с электродуговыми генераторами плазмы. Практическая значимость. Применение плазмотрона с жидким катодом в операции поверхностного нагрева металлов оправдано с точки зрения энергетической эффективности, высокого ресурса работы установки, дешевизны процесса и возможности применения данного генератора плазмы в других операциях: модифицировании поверхности металла, химико-термической обработке, полировке поверхности, длительной выдержке с заданным режимом.
Ключевые слова	электродуговые плазмотроны, электролитный нагрев, плазмотрон с жидким электродом, тепловой КПД, энергетическая эффективность.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Степанова, Т. Ю. Технологии поверхностного упрочнения деталей машин: учебное пособие [Текст] / Т. Ю. Степанова // Иван. гос. хим.-технол. ун-т. — Иваново, 2009. — 64 с. 2. Мурга, В. В. Изменения микроструктуры стали при обработке в плазмотроне с жидким катодом [Текст] / В. В. Мурга, И. И. Антропов, Д. К. Гамазин, А. Алкиб // Сборник научных трудов ДонГТУ. — Алчевск: ДонГТУ, 2014. — № 1 (42). — С. 152–156. 3. Мурга, В. В. Обработка стальных изделий неравновесной плазмой в водной среде [Текст] / В. В. Мурга, И. И. Антропов, Д. К. Гамазин // Сборник научных трудов ДонГТУ. — Алчевск: ДонГТУ, 2014. — № 43. — С. 118–121. 4. Мурга, В. В. Использование плазмотрона с жидким электролитным катодом для упрочнения поверхности материалов [Текст] / В. В. Мурга, Дж. Омеман, И. И. Антропов // Сборник на-учных трудов ДонГТУ. — Алчевск: ДонГТУ, 2011. — № 34. — С. 383–388. 5. Основы расчета плазмотронов линейной схемы [Текст] / Под ред. М. Ф. Жукова. — Новосибирск, 1979. — 146 с.
Полный текст