Статья: Об особенностях структуры плазменного потока в канале индукционного ВЧ-плазмотрона с осевой подачей газа (2016)

Читать онлайн

Реализована численная модель расчета параметров высокочастотного индукционного (ВЧИ) плазмотрона с газовым охлаждением. Численное моделирование выполнено в пакете прикладных программ ANSYS CFX (14.5) для одного из конкретных конструктивных вариантов технологического ВЧИ-плазмотрона с трехвитковым индуктором и с амплитудой тока из диапазона JK = 50—170 A (с частотой 3 МГц). В качестве плазмообразующего газа рассмотрен аргон. Выявлена особенность распределения поля скорости в канале плазмотрона, а именно, образование тороидального вихревого течения с центром приблизительно в сечении первого витка индуктора. Установлено, что возникновение вихревого течения имеет место при превышении тока разряда некоторого критического значения. Основной причиной формирования вихря является действие радиальной компоненты электромагнитной силы, обуславливающей образование области повышенного давления на оси плазмотрона в срединной зоне индуктора. Определено влияние тока разряда, скорости (расхода) транспортирующего газа через осевой канал и его длины на интенсивность вихревой трубки.

A numerical model for calculating the parameters of the inductively-coupled RF plasmatron (ICP) with gas cooling was presented. Numerical simulations were performed in the ANSYS CFX (14.5) application package for one of the specific design of technological options ICP with a three-coil inductor and a current amplitude in the range of JK = 50—170 A (3 MHz). The argon works as a plasma gas in the ICP. The features of the distribution of the velocity field in the channel of the plasma torch, namely, the formation of a toroidal vortex flow with the center section around the first turn of the inductor was described in our works. It was found that the forms of a vortex flow occur when the discharge current exceeds critical value. The main reason for the formation of the vortex is the influence of a radial component of the electromagnetic force, which causes the areas of increased pressure on the axis of the plasma torch in the middle zone of the inductor. The influence of the discharge current, the speed (flow) of transporting gas through the axial channel and its length on the intensity of the vortex tube has been studied.

Ключевые фразы: вчи-плазмотрон, ток, индуктор, каналы подачи газа, плазма, вихревая трубка, ИНТЕНСИВНОСТЬ
Автор (ы): Гришин Юрий Михайлович, Мяо Лун
Журнал: ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI
Физика
УДК
621.382. Электронные элементы, использующие свойства твердого тела. Полупроводниковая электроника
eLIBRARY ID
26694796
Для цитирования:
ГРИШИН Ю. М., МЯО Л. ОБ ОСОБЕННОСТЯХ СТРУКТУРЫ ПЛАЗМЕННОГО ПОТОКА В КАНАЛЕ ИНДУКЦИОННОГО ВЧ-ПЛАЗМОТРОНА С ОСЕВОЙ ПОДАЧЕЙ ГАЗА // ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА. 2016. №4
Текстовый фрагмент статьи