МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ЭЛЕКТРОПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

Представлены результаты по разработке методики расчета и проектирования металлорежущих плазмотронов. Отмечено, что среди большого числа автоматизированных исследований в сфере электроплазменных технологий очень редко предметом рассмотрения являются металлорежущие плазмотроны, а сами решаемые задачи затрагивают узкие проблемы надежности и эффективности работы плазменного оборудования, не позволяя сформулировать системную методику проектного анализа. Любая методика конструирования дуговых плазмотронов постоянного тока должна учитывать основные факторы работы электроплазменных технологий, обобщенные принципы и методы их проектирования. В основу подобной методики должны быть положены принципы функциональности, системности и оптимальности. Особое внимание при проектировании надо обращать на газодинамические факторы. В этой связи рассмотрены особенности нескольких известных методик газодинамического проектирования плазмотронов. Отмечено, что они не учитывают неизбежные потери давления, возникающие на предшествующих сопловой камере участках газовоздушного тракта (в первую очередь в завихрителе). Также не учитывается асимметрия распределения подачи газа по сечению тракта плазмотрона. Предложенная методика включает в себя расчет газодинамических потерь и коэффициента равномерности распределения скоростей по тракту плазмотрона. Результаты газодинамического анализа используются для профилирования газовоздушного тракта плазмотрона с учетом принципов проектирования. Обсуждена целесообразность применения специализированных программ для исследования процессов и проектирования плазмотронов. В качестве примера рассмотрена работа программного пакета EFD.lab при проектировании плазмотронов для резки металлов. Представлены результаты автоматизированного проектирования в электроплазменных технологиях. Рассмотренная методика применяется для разработки новых плазмотронов, в том числе использующих технологию узкоструйной плазмы.