The Plasma Vortex Flow Formation Conditions and Parameters in the Inductively Coupled RF Plasmatron

Проведено численное исследование газодинамической структуры плазменного потока в канале ВЧИ-плазмотрона с осевой подачей газа при вариации количества витков индуктора (N=2-5) и амплитуды тока разряда (в диапазоне 50-170A). Показано, что в канале плазмотрона может иметь место образование тороидального вихревого течения с центром приблизительно в сечении первого витка индуктора. Установлено, что возникновение вихревого течения имеет место при превышении тока разряда JК некоторого критического значения JКР, величина которого зависит от погонного числа витков индуктора, причем с ростом последнего JКР падает. Так. для двух виткового индуктора (n=0.33 шт/см) величины составляет значение 110- 120 А, для трех виткового индуктора (n=0.5 шт/см) - (80-90А), для пяти виткового индуктора (n=0.83 шт/см) - 40-50 А. Показано, что основной причиной формирования вихря является действие радиальной компоненты электромагнитной силы, обуславливающей образование области повышенного давления на оси плазмотрона в срединной зоне индуктора. Взаимодействие набегающих на него потоков плазмообразующего и транспортирующего газов приводит в итоге к образованию тороидального вихря. Определено влияние тока разряда, скорости (расхода) транспортирующего газа через осевой канал и его длины на интенсивность образующейся вихревой трубк