23.5. ОБОБЩЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ ПЛАЗМОТРОНОВ
Течения в реальных плазмотронах изучены недостаточно и исследования характеристик плазмотронов основываются главным образом на определении зкспериментальных зависимостей между критериями подобия. К известным критериям подобия магнитной гидродинамики 
добавляются новые безразмерные параметры:
(23.5.1)
где индекс 0 отвечает характерным свойствам среды.
Параметр 
получается из закона Ома; 
характеризует соотношение между джоулевым теплом и конвективным переносом энергии; 
отражает соотношение между энергией излучения и энергией, отводимой теплопроводностью. Критерии 
были введены автором и О. И. Ясько на основе теории размерностей и предложены для описания энергетического процесса нагрева газа током дуги в плазмотроне с вихревой газовой стабилизацией (рис. 23.14).
Рис. 23.14. Схема плазмотрона: 1 — внутренний электрод; 2 — тангенциальный подвод газа; 3 — наружный электрод; 4 — дуга
Рис. 23.15. Вольт-амперные характеристики (а — необобщенные, б — обобщенные) электродугового подогревателя с вихревой азотной стабилизацией
Рис. 23.16. Вольт-амперные характеристики (а — необобщенные, б — обобщенные) электродугового подогревателя с вихревой воздушной стабилизацией;
В плазмотронах часто реализуются условия, при которых 
. Поэтому безразмерная вольт-амперная характеристика приближенно выражается функцией
(23.5.2)
В ряде газов, таких как воздух, азот, водород, гелий, энергия излучения мала; кроме того, числа Прандтля для различных газов мало отличаются друг от друга. В связи с этим зависимости (23.5.2) можно придать вид
(23.5.3)
Если допустить, что при заданном давлении в камере температура в дуговом столбе изменяется не очень сильно, то физические характеристики 
можно отбросить. Тогда для заданного газа и рабочего давления в камере связь между размерными параметрами можно записать в виде:
(23.5.4)
На рис. 23.15, а и 23.16, а показаны экспериментальные вольт-амперные характеристики электродуговых подогревателей с вихревой газовой стабилизацией дуги, по данным В. Л. Сергеева, М. Ф. Жукова и др. На рис. 23.15,б и 23.16,б приведены те же экспериментальные данные, обобщенные в системе координат (23.5.4). Точки на обобщенных графиках соответствуют произвольно снятым значениям с первичных экспериментальных кривых.
Как видно, несмотря на существенные изменения параметров, все данные в обобщенных координатах можно представить одной кривой. Это указывает на то, что для описания даже такого сложного явления, как электрическая дуга, в некоторых случаях можно ограничиться небольшим количеством критериев.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Брановер Г. Г. Турбулентные МГД-течения в трубах. Рига, «Зинатне», 1967.
2. Вопросы магнитной гидродинамики. Рига, Изд-во АН ЛатвССР, 1963.
3. Гаррис А. Магнитогидродинамичсские течения в каналах. Пер с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1963.
4. Глоуб С. Влияние продольного магнитного поля на движение ртути в трубах.— «Тр. амер. об-ва инж.-мех. Сер. С. Теплопередача». 1961, т. 83, № 4, с. 69.
5. Жуков М. Ф., Смоляков В. Я., Урюков Б. А. Электродуговые нагреватели газа (плазмотроны). М., «Наука», 1973.
6. Калихман Л. Е. Элементы магнитной газодинамики. М., Атомиздат, 1964.
7. Каулинг Т. Магнитная гидродинамика. Пер. с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1959.
8. Кирко Н. М. Жидкий металл в электромагнитном поле. М., «Энергия», 1964.
9. Куликовский А. Г., Любимов Г. А. Магнитная гидродинамика. М., Физматгиз, 1962.
10. Кутателадзе С. С., Ясько О. И. Обобщение характеристик электродуговых подогревателей.— «Инж.-физ. жури.», 1964, № 4, с. 23.
11. Сыроватский С. И. Магнитная гидродинамика. 
наук», 1957, т. 62, вып. 3, с. 247.
12. Урюков Б. А., Хайтман С. М. Дуга в турбулентном потоке.—Тезисы докл. V Всесоюз. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы, т. 1. Новосибирск, 1972, с. 55.
