Plazma Ark Torçunda Gaz Akış Debisi ve Elektrik Akım Değerlerinin Gaz Çıkış Sıcaklığı ve Hızlarına Etkisinin HAD Analizi ile İncelenmesi

Türkçe

Termal plazma işlemleri, elektirik arkı ile üretilen ısı ile plasma gazının çok yüksek sıcaklıklara ( örn.> 10000 K) ulaşmasına neden olur, teknolojik avantajlarını çok çeşitli endüstri alanlarında kanıtlamıştır. Transfer edilmeyen ark plazma torçları, orta ve yüksek sıcaklık ve hız elde edilen plazma jetlerine gereksinim duyan plazma püskürtme ve toz sentezi gibi uygulamalarda kullanılmaktadır. DC plazma ark torçlarının çoğunda üç ana bileşen vardır ve bunlar katot, plasma gazı enjeksiyon aşaması ve anot. Bu çalışmada, argon DC transfer edilmeyen ark plazma torç geometrisi tasarlanmıştır. Tasarlanan torç içindeki plazma oluşumu hesaplamalı akışkanlar dinamiği yaklaşımı ile analiz edilerek parametrik inceleme yapılmıştır. Plazma torçu üç boyutlu olarak modellenmiş, akış özelliği türbülanslı, sıkıştırılamaz ve zamandan bağımsız olarak kabul edilmiştir. Torç içerisindeki elektromanyetik alan ve gaz akışı arasındaki etkileşimi çözebilmek için ANSYS Fluent ve MHD modülü birlikte kullanılmıştır. Akım yoğunluğu ve gaz debisi değişkenlerinin torç çıkışındaki plazma jeti sıcaklığı ve hızı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Artan akım yoğunluğu ve hacimsel debiyle torç çıkışındaki sıcaklık ve hızın artma eğiliminde olduğu, fakat artışın düzenli olmadığı görülmüştür. Torç içinde ve çıkış kesitinde sıcaklık ve hızın radyal mesafeye göre değişiminin simetrik olmadığı tespit edilmiş olup, bunun nedeninin ark kökünün anot duvarına temas ettiği nokta ile ilgili olduğu belirlenmiştir.