I.Оценка структуры газового потока прикатодной области плазмотрона с полым катодом. Косинов В.А., Безруков И.А., Голубев А.О., Пархомук И.С., Цыганков Д.А. II. Расчет взаимодействия микро- и наночастиц материалов с газовым потоком в прикатодной области плазмотрона с полым катодом. Центр электротехнологий НГТУ Новосибирск 2009

Введение Плазмотроны с полым катодом используются в электротермических установках для обработки ультрадисперсных порошков, переплава слитков и т.д. Плазмотроны с полым катодом используются в электротермических установках для обработки ультрадисперсных порошков, переплава слитков и т.д. Плазменный разряд полого катода уникален по концентрации мощности и возможностям передачи мощности в нагреваемое изделие Плазменный разряд полого катода уникален по концентрации мощности и возможностям передачи мощности в нагреваемое изделие Широкое применение ультрадисперсных порошков для технологических целей требует достоверных сведений о параметрах технологического оборудования и процессах, происходящих в области разряда Широкое применение ультрадисперсных порошков для технологических целей требует достоверных сведений о параметрах технологического оборудования и процессах, происходящих в области разряда 2

Постановка задачи Необходимо рассчитать газодинамические параметры имеющегося вакуумного плазмотрона с полым катодом Необходимо рассчитать газодинамические параметры имеющегося вакуумного плазмотрона с полым катодом Произвести оптимизацию истечения газа в вакуумную камеру Произвести оптимизацию истечения газа в вакуумную камеру На основе полученных данных рассчитать скорости движения частиц вещества в спутном потоке газа На основе полученных данных рассчитать скорости движения частиц вещества в спутном потоке газа 3

Расчет газодинамики плазмотрона где t - время, v - скорость, - плотность текучей среды, Р- давление, S i - массовые силы, действующие на единицу объема, Е- полная энергия единичного объема, Q H -тепло, выделяемое в единичном объеме где t - время, v - скорость, - плотность текучей среды, Р- давление, S i - массовые силы, действующие на единицу объема, Е- полная энергия единичного объема, Q H -тепло, выделяемое в единичном объеме 4

Начальные и граничные условия Расчёт проводился для холодного режима истечения газа, при начальной температуре газа 20 0 С. Расчёт проводился для холодного режима истечения газа, при начальной температуре газа 20 0 С. В плазмотрон, независимо в каждую полость, подается инертный газ (аргон). В плазмотрон, независимо в каждую полость, подается инертный газ (аргон). 5

Полученные результаты 6

Расчет движения частицы 7 Скорость частицы Сила, с которой газ действует на частицу. где,

Результаты расчетов графики скорости газа и частиц размером 100мкм, 10нм графики скорости газа и частиц размером 100мкм, 10нм 8 100мкм 10нм газ

Заключение Предложена математическая модель процесса движения газа и частиц в спутном потоке в плазменной установке, согласующаяся с результатами экспериментов при подаче нано - и микропорошковых смесей. Предложена математическая модель процесса движения газа и частиц в спутном потоке в плазменной установке, согласующаяся с результатами экспериментов при подаче нано - и микропорошковых смесей. Выполнена программа и алгоритм расчетов. Выполнена программа и алгоритм расчетов. На основе полученной модели выполнена оптимизация конструкции плазменного узла и режимов движения газопорошковых смесей. На основе полученной модели выполнена оптимизация конструкции плазменного узла и режимов движения газопорошковых смесей. 9