Основы математического моделирования плазмотронов. Часть 2: Электромагнитные задачи в плазмотронной технике

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по бакалаврскому направлению «Электротехника, электроэнергетика и электротехнология», по инженерной специальности «Электротехнологические установки и системы», по магистерскому направлению «Плазменные, лазерные и лучевые установки с системами питания и управления». Плазма - это четвертое состояние вещества - ионизованный электропроводящий газ. Плазма способна запасать в себе большую энергию, что определяет ее использование в различных технологиях (обработка порошков, сварка, резка, разложение отходов и др.). Она генерируется в специальных устройствах - плазмотронах. В них через плазму пропускается электрический ток. При этом в газообразной среде выделяется энергия, необходимая для ее поддержания в плазменном состоянии. Взаимодействие плазмы с внешним или собственным электромагнитным полем определяет такие важные характеристики плазмы, как ее температура и скорость. Пособие посвящено решению электромагнитных задач применительно к высокочастотным индукционным плазмотронам. Рассматриваются различные модели таких плазмотронов. Приведено аналитическое решение для простейших одномерных случаев. Описано решение электромагнитной задачи с помощью физически ясного и широко распространенного численного метода - метода контрольного объема. Представлены результаты решения двумерной электромагнитной задачи.