Волков В. О. Розробка високоресурсних плазмотронів для обробки дисперсних матеріалів

Об'єкт дослідження - фізичні процеси електричної дуги в розрядних каналах плазмотронів. Предмет дослідження - оптимальні режимні параметри й геометричні розміри розрядних каналів плазмотронів, методи й засоби підвищення їх ефективності й ресурсних характеристик електродів. Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети й одержання основних результатів дисертаційної роботи використовувалися аналітичні, чисельні й сучасні методи експериментальних досліджень. Виявлені конструктивні рішення і умови, що сприяють підвищенню ресурсу роботи і ефективності плазмотронів, і створити плазмотрони з порожнистим мідним циліндровим катодом потужністю 36 кВт, з торцевим термохимічним катодом і подовженою міжелектродною вставкою (МЕВ) 60 кВт і малоерозійним катодним вузлом потужністю 350 кВт. У розроблених конструкціях вперше застосовано способи підвищення ресурсу роботи і ефективності завдяки примусовому розподілу катодної і анодної прив'язок дуг, застосування подовженої МЕВ, а також малоеро-зійного секціонованого катодного вузла, що дозволило в плазмотроні з порожнистим циліндровим катодом при струмі дуги 300 А досягти ресурсу роботи понад 70 год., в плазмотроні з малоерозійним катодним вузлом при струмі дуги 600 А - понад 800 год. У плазмотронах потужністю 36 кВт і 60 кВт додатково підвищена ефективність обробки дисперсних матеріалів і ресурсу роботи завдяки накладенню на позитивний стовп дуги зовнішніх електричних обурень. На основі відомих теоретичних досліджень розроблено теоретичні основи розрахунку плазмотронів. Значна частина експериментальних досліджень узагальнена і представлена узагальненими графіками і критерійними залежностями, зручними для застосування в інженерній практиці. З метою практичного виявлення корисності розроблених плазмотронів було створено плазмові комплекси для обробки вогнетривких поверхонь хіміко-металургійного устаткування, зміцнення продувочних кисневих фурм і отримання кисневих і безкисневих порошків. Розроблено математичну модель і алгоритм розрахунку плазмового диспергування порошу, яка зі всіх відомих моделей стосовно нагріву частинок в активній зоні струменя є найбільш простою і досить добре описує процес нагріву частинки до температури плавлення матеріалу. Розроблені плазмотрони знайшли застосування при обробці вогнетривких матеріалів, відновленні зношених автотракторних вузлів і деталей, видаленні дефектів з поверхні шийок прокатних валів і в цілому ряді інших виробництв.