Исследование электрических дуг в паровоздушной смеси в плазмотронах переменного тока

В работе представлен обзор существующих плазмотронов, предназначенных для получения паровой плазмы. Вместе они охватывают следующие диапазоны важнейших технических параметров: КПД — $51$–$95\%$, теплосодержание плазмы — $12$–$84$ МДж/кг и доля пара в плазмообразующем газе — $17$–$100\%$. Обосновывается перспективность использования переменного тока для получения плазмы. Описываются проблемы создания парового плазмотрона. Представлено описание экспериментов, проведенных на плазмотроне переменного тока, в ходе которых суммарный расход плазмообразующей паровоздушной смеси и действующее значение силы тока поддерживались постоянными $\sim6.7$ г/с и $\sim28.4$ А соответственно, а доля пара менялась от $54$ до $85\%$. С ростом доли пара напряжение увеличивалось с $1.03$ до $1.59$ кВ, при этом по оценкам температура дуги снизилась с $11600$ до $10200$ К, что обусловлено интенсификацией теплообмена. На всех режимах наблюдался высокий КПД $94.3$–$95.3\%$ при существенном изменении удельного ввода энергии от $8.3$ до $12.4$ МДж на $1$ кг плазмообразующего газа.