Шунтирование тока и вызванные им изменения напряжения в канале плазмотронов с самоустанавливающейся длиной электрической дуги

В плазме аргона и азота атмосферного давления проведены исследования характеристик пульсационных процессов в плазмотронах постоянного тока с катодом, расположенным в центре канала, и анодом в виде цилиндрической или конической стенки канала. С использованием быстрого Фурье-преобразования сигналов и их последующей компьютерной обработки получены зависимости частоты колебаний напряжения горения электрической дуги от рабочих параметров плазмотрона: тока электрической дуги, расхода плазмообразующего газа и диаметра канала. Для плазмотронов с самоустанавливающейся длиной электрической дуги анализируется механизм перезамыкания анодного участка дуги – шунтирования электрической дуги, связанного с растяжением токового шнура потоком газа и электродинамическим взаимодействием различных участков шнура. Получена формула, определяющая зависимость характерной частоты колебаний напряжения горения дуги от внешних параметров задачи: тока дуги, расхода рабочего газа и характерного диаметра канала. Показано, что в зависимости от значений параметра магнитогидродинамического взаимодействия может наблюдаться различный характер зависимости частоты колебаний напряжения от расхода газа. Формула обобщает экспериментальные результаты различных авторов, полученных в широком диапазоне изменения внешних параметров.