Жайнаков А.Ж.   Кабаева Г.Д.   Аманкулова Н.  

Математическое моделирование приповерхностных явлений на аноде при воздушно-плазменной резке металлов

Докладчик: Жайнаков А.Ж.

Широкое распространение технологических процессов плазменной обработки ма-териалов повысило актуальность исследований взаимодействия потоков дуговой плазмы с поверхностью изделия, направленных на решение вопросов управления дугой и ее свойствами. Наибольший интерес представляет сжатая воздушно-дуговая плазма, применяемая  для резки металлов. Нами были выполнены расчеты характеристик воздушно-дуговой плазмы с параметрами для резки металлов на основе системы МГД уравнений в рамках равновесной и неравновесной моделей низкотемпературной плазмы. С целью упрощения решения задачи расчетный контур вблизи анодного участка дуги был разделен на сопряженные области по физическим процессам и использована методика решения  сопряженных задач. Наиболее сложной областью для модельного представления при выполнении расчетов является зона взаимодействия дуговой плазмы с металлом, для которой в некоторых работах применяются методики согласования между кинетическим подходом и МГД приближением.  В прианодной области дуговой плазмы молекулярных газов, в частности воздуха, при температурах выше 6000 К существуют электроны, молекулы, молекулярные ионы, атомы и атомарные ионы. Наличие элементов испарения металла анода и ионизация паров металла усложняют решение задачи. С целью исследования физических процессов в области между концом невозмущенного анодными явлениями положительного столба и анодом выполнены расчеты состава среды, теплофизических свойств и коэффициентов переноса по методике Чепмена-Энскога.