Научно-исследовательская работа студента

Темой научно-исследовательской работы является исследование зависимости температуры плазменной струи от расхода рабочего газа.

Считаем постоянными и известными величинами начальную энтальпию, давление воздуха на выходе из плазмотрона, длину и диаметр разрядного канала плазмотрона. Для простоты расчета будем также считать силу тока постоянной величиной. Это возможно, так как в реальных условиях данную величину можно поддерживать равной какому-либо определенному значению.

Зависимость температуры струи от расхода рабочего газа будем исследовать при трех различных силах тока:, .

Для нахождения зависимости воспользуемся системой следующих уравнений:

? вольт-амперной характеристики плазмотрона:

(6.1).

? теплового КПД плазмотрона:

(6.2).

? энергии истекающей струи:

(6.3).

которая позволит определить сначала зависимость энтальпии на выходе из плазмотрона от расхода рабочего газа, а затем переведем полученные значения энтальпии в соответствующие ей значения температуры [1].

Решая систему относительно каждого из значений сил тока, ,, найдем для различных расходов газа величины энтальпии на выходе из плазмотрона, которые переведем в температуру (таблица 6.1).

Таблица 6.1.

Зависимость энтальпии и температуры плазменной струи от расхода рабочего газа.

Построим график зависимости температуры плазменной струи на выходе из плазмотрона от расхода рабочего газа (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1 Кривые зависимости температуры плазменной струи от расхода рабочего газа.

Из графиков видно, что с ростом расхода рабочего газа температура плазменной струи уменьшается. Это связано с тем, что чем меньше расход газа, тем быстрее он прогревается, а при увеличении расхода, газ не успевает прогреться до такой же высокой температуры.