ИСТИНА

Работа посвящена экспериментальному исследованию инициирования и режимов горения квазистационарных электрических дуг в открытой воздушной среде атмосферного давления между графитовыми электродами. Разряды инициируются размыканием, первоначально сомкнутых электродов при токах до 600 А. Изучались электрические дуги как между соизмеримыми по размерам стержневыми электродами, так и разряды на массивных анодах, многократно превосходящих катоды. Проводилась регистрация сигналов разрядных токов и напряжений и сигналов пирометра, диагностирующего температуру поверхности анода. Визуализация разряда осуществлялась с помощью высокоскоростной видео регистрации с частотой 1200 к/с. Основное внимание уделено изучению особенностей горения вертикальной электрической дуги при смене взаимного расположения (верх-низ) стержневого катода (диаметр 5-6 мм) и анода с массивной рабочей поверхностью (диаметр – 150 мм). В нашем докладе на Ломоносовских чтениях МГУ в 2019 г. сообщалось о достижении инициирования и устойчивых режимов горения протяженных квазистационарных электрических дуг вплоть до межэлектродных расстояний 300 мм на массивным аноде, расположенном снизу, даже без применения специальных мер стабилизации внешним магнитным полем или потоком газов. В настоящем докладе проведено изучение данного подхода к стабилизации разряда на примере протяженной вертикальной дуги, когда разряд инициировался раздвижением от катода расположенного сверху массивного анода. Показано, что (в отличие от случая движения тонкого катода) при движении массивного анода гидродинамические возмущения возникающих потоков окружающей воздушной среды могут снизить возможности стабилизации дуги при применении массивного анода. Показано, что при умеренных межэлектродных расстояниях (40-100 мм) стабилизация разряда (при смене расположения электродов) сохраняется в достаточно широкой области скоростей раздвижки электродов (40-400 мм/с) и рабочих токов (300 – 500 А). При больших зазорах (200-250 мм), умеренных скоростях раздвижки (100-150 мм/с) и рабочих токах 300-450А формируются нестабильности при инициировании дуги в виде изгибов канала разряда и его многоканальности. Однако в течение 1 с разряд стабилизируется в собственном магнитном поле. При уменьшении разрядных токов (200-250 А) стабилизация разряда не наступает. При этом формируются винтовые структуры дуги (4-5 витков при зазоре 250 мм). Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 18-29-21022.