автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.10, диссертация на тему:Математическое моделирование взаимодействия потока твердых частиц с плазмой

(ИНКГ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ТОСДОСТВЕНТШ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

й» правах рукописи

НГ7ЕН НУОК ИИ

Ш 537.525.1

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ БЗАШЩЙСШЯ ПОТОКА ТБЕРЛУХ ЧАСТИЦ С ПЛАЗМОЙ

Специальность 05.09.10 - электротермические процессы

и установки

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1992

Работа выполнена б Санкт-Петербургском государственном техническом университете.

Научные руководигели: доктор технических наук, профессор С.В.Дресвин, доктор технических наук, профессор С.А.Панфилов.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор В.В.Басенко, кандидат техштских наук Д.Г.Ратников.

Ведущая организация: Научное производственное объединение "Кварц", г. Санкт-Петербург.

Защита диссертации состоится ..... 1992 г.

в .«¿¡[часов на заседании специализированного совета К 063.33.25 Санкт-Петербургского государственного технического университета по адресу: 195251,. Санкт-Петербург^ Политехническая ул., 29, ауд...... .... корпуса. ®

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета,.

Автореферат разослан «Ж» . 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат технических наук, доцент А.Н.Кривцов

'ШЕКАТК'ЕСКОЕ КдаПШВАН® ШШДЙСТШЯ : ПОТОКА ТВЕРДЯ ЧАСТИЦ С ПЛАЗМА

Общая характеристика работ

Актуальность теми. Дальнейшее развитие плазменной обработки материалов требует ясного понимания лвлеггш), лежачи: а ее' основе, та:: как лишь такое понимание позволит1 находить эффехтигние метода управления процессом, бистро создавать новые технологии и аппаратуру, обеспечивгпцуп зысокиЯ ресурс и стабильность ее рсботы. Наличке множества ослоаняюздк факторов (високие температуры и скорости точен:;;:, их высокие градиенти, турбуляции потока, присутствие электрического разряда, возможность неравновесных химических реакция, роэк-ля про-странствзнная неоднородность параметров плазмы, а такие-присутствие ■ днсперсиоЯ фазы при обработке, материалов) делает натурное моделпро-.эзяае плазменных процессов практически .невозможным.

'3 отом случае методы матемагпческого гюделирозания становятся единственными, которые позволяат выделить основные закономерности важнейиие параметры процесса обработки'материалов, что. сокращает время и создает необходимые условия.для выбора оптимального и

параметров у-ста.човки, дает возможность оптимизировать процессы а от их технологиях.- •.-'■

Требование-к определен:» оптимального, реяима.процесса обработки материалов, обеспечивающего максимальнув.производительность и высокое качество, получаемого продукта при наименьшей затрате слектроопер-гии выдвигает- необходимость определения локальных параметров как для плазяеннсй^струи, так и для группа частиц обрабатываемого материала.

Несмотря на многочисленные исследования в этом н?.правлс:пп б на- ' стоящее гремя в целон отсутствует-методика расчета взаимодействия . между плазмой и обрабатываемой группой частиц, особенно при наличии ■в плазме фазы твердых частиц и испаривпегося пара.

. Цель данной работы заключается в создании математической моде-, ли, адекватьо списивгшцеГ! взаимодействие пстокз твердых частиц с 'плазмой, необходимой для определения основных параметров плазмезноД струи и частиц при плавлении и напьлении ма:п:и;-; диспергчцх ^орошеев с поевсдупцеЛ оценкой качества лолу.ч&шкх продуктов.

Для достижения поставленной цели необходима било р-.гкть едгтуз-

ций научные задачи: -

- - расчет безградиентного л градиентного нагревания твердых частиц в плазме; , .

- расчет скорости плавления одиночной частицы в плазме;

- исследование испарения одиночной частицы в потоке плазмы;

- разработка методики расчета нагрева частиц з плазменной струе;

- разработка методики расчета параметров плазменной, дуги с учетов интенсивного Иу парения частиц; -

- определение основных сил, действующих на частицу и играющих основную роль в формировании ее движения в плазме; ^

- расчет движения и нагревания одиночной частицу, группы частиц и бояьаого потока твердых частиц в плазменной дуге;

- решение электромагнитной задйчи для дуговых и ШИ - плазма-троно?; 4 ' . •

- разработка методики расчетного исследований влияния потока тг-ердых частиц на параметры плазменной дуги;

- расчет параметров плазменной дуги незагруженно И и загрукеннои больаии количеством твердых частиц.. '...,,

Научная новизна работы, заключается в следующем:

- решена задача нагревания большого количества частиц в плазме совместно с задачей расчета параметров плазменной дуги';'

- решена задача испарения отдельной частица и группы частиц в плазме; . '

- поставлена задача расчета параметров" плазменной дуги с учетов интенсивного испарения частиц;- • /

- разработана методика расчетного исследования влияния группы ! твердых частиц на параметры плазменной дуги;. . , ' . .. \

- рассчитаны параметры плазменной дуги,; загруженной .большим ко-!: личествои твердых сыпучих материалов:.распределения температур.и . скоростей дуги по длине и радиусу, ее удельной выделяемой мощности, ¡' плотности тока дуги, распределение градиента. статического давления в! дуге и т.д.; •.•'•" ' • ■ |

- рассчитаны параметры одиночной частицы и группы твердых час- | тн1, по дл!Я!С и радиусу дуги, изменения коэффициента лобового со про- | гиженич, коэффициента теплопередачи, теплового потока, идущего к • частице от плазмы по координатам дуги и т.д.

Г.уатакчесаая -ценность работа:

- разработана инженерная, методша расчета ачектрической дуги,

2 '.--••

загруженной баяшяы количеством твердых частиц;

- определенн у слов т стабильного к эффективного проплавления частиц на основе получении/ расчетов по разработанной математической «одели, которые позволяют улучшить качество обрабатываемых материалов;

- осуществлен выбор параметров плазменной установки и режжа обработки материалов исходя из анализа полученных расчетных данких, которая позволяет повысить производительность процесса при одновременном снижении расхода удельной электроэнергии.

Полученные теоретические расчеты использозаны при разработке электрической плазменной дуги большой мощности ЧССО А, ТГ -

170 В) в Государственном институте цветной металлургии. ■На защиту выносятся следующие положения:

■ I. Методика расчетов нагревания, плавления и испарения одмкн-ноЯ частицы и потока твердых частиц в низкотемпературной плазме.

'■' 2. Математическая модель.потока цлазми без частиц и электрической- плазменной дуги, загруженной больакм количеством твердых частиц, которая позволяет исследовать взаимодействие кеяду штмоЯ и части- . цами и получить осноЕкаеэлектротехнические.и газодинамические параметры. как дляглазки, так и для частиц.'

Теоретические расчетные результаты исследования водородоей плазменной дуги ;в двух режимах: . - без_загрузки.частиц;, ■ . '> при различной "степени'заг^зки частиц. -".Практические рекомендации для выбора оптимальных параметров при-проектировании дуговой плазменной установки для-обработки порош-•ковогэ сырья.... ..,'".. ■ ;

Апробация работы: Материалы работы докладывались на'иаучно-тех-нйческих семинарах кафедры электротехники л 'электроэнергетики и отраслевой лаборатории электротехиологичееккх установок Сашст-Петер-бургского, государственного технического упгзерсктета - 1563 - 1592 г; Научно^-техничесг.нх семинарах лаборатория плазменных процессов .и технологии Государственного института цветной металлургии - Т590 - - • .1592. гг.- .,-, - : ' ■ ..' ...

• Публикации: По. материалам диссертации опуйгкковйиь одна статья.

Опряеут» работа: Диссертация состоит из. 'шедгнкл, чеуурзх ■глав,'. 5зкличс-ная,.'спкс1са'испсльз0аз!»10й 'литература и *рех прчичхе-кий. Содержание работы яэло.тсенс на 225с.хаа.текста,

иатсриап представлен на 24 рисунках, список литературы содержит 6'7 П11!МСН0В1.*'.1!Л работ. • .

Содержание работы

Со введении обоснована актуальность создания математической ко дели и пелагического расчета параметров загруженной плазиенпоЯ стр; для выбора параметров при проектировании установки и оптимального р г^нна обработки порошкового сырья с последуацеП оценкой качества обр бйг.илаем'.:х в плазме материалов. Сформулирована цель диссертационной работы, подчеркнуты новизна и личний вклад автора в решение проблем указаны основные положения, которые выносятся на защитуприведены сведения об о (.'вече и структуре дисеертац/.и.

В.гл:.1'е I сделан обзор основных* типов плазмотронов (ВЧИ и дуго-в!;;:), предназначенных для плавления и напыления мелких дисперсных п ройков. Рассмотрены основные технологические узлы ВЧИ - пдазмотрсно для нспользовалкл в обработке материалов в двух вариантах: горизонтальной и сворху-эииз. ' '

Приведены основный характеристики дуговых плазмотронов, исполь зуемых для н?.п:гления. С учетом особенностей к различий мелсду дугозы ни и ВЧИ - плазмотрона'!!-! выпилено специализированное применение дуговых плазмотронов и плазменном напи^ипп:, в то время как БЧИ - пла котрони в оснсгно1: используются для Р-лпвлення порсскоз н обработки поверхносгсйо-!ьтер:аяог. . "

В гладе 2 разработки мх-тод;::;а^расчега нагревания мелких твер-д;:х частиц* в потоке кизкотсмпсра-гут^оП плазмы. Систематически рассмотрен;: вопроси бевгрздиеншого нагревания, градиентного'нагревами плг.::леп.:я частиц с поде'.кнок границел между твердой к жидкой фазами и испарения частиц в различных режимах в потоке плаз.ин. Угакгение бе'з^радиентнего нагревания:.

- аз

ь 5 с'г <4 1

Если- предполагается, что Т„ } ■, постоянны, то извест

уе.:-:г:;;ц ураэн«юя (I) при милых лучимых потесях и для начально:

. у™« Г5 = т,0 : .. . * ■ • • , . ^ в-----

-Л ^ ч^

Полное время прогрева частицы до температуря плавления

' ■¿н*-^ (Ь^)' ■ СЗ)

К<< /« ~ '«Л '

Время, необходимое для полного расплавления частицу при условии /V« = г: ; г "

■ /О

Проведенный расчет беградиентного нагревания частиц дает возможность в ряде случаев сделать оперативные оценки с целью выбора оптимальных условий ведения технологического процесса. При достаточно бальз.'IX значениях критерия Б но ( 8; = "'"-¿р " '1'у рье ( Гог ^)» предположение об отсутствии градиента температуры внутри частицы становится неверным. Кинетика нагревания в этом случае мало зависит от теплсипегционных свойств частицы и практически полностью определяется условиями внесиего переноса. Тогда изменение температуры внутри частицы по времени, описывается уравнениям нестационарной теплопроводности (уравнение градиентного нагревания):

. ^Д^Х*^ ж* - (5)

-• с граничным условием третьего рода:

5 ¿>¿«2. . . 4 •

С целью разработки методики расчета нагрева частиц был рассмотрен ряд основных шга1итичес.тах н чисяотелвдых методов реаения ураэ-' нения теплопроводности' (5): методы разделения переменных; методы интегрального преобразования и численный метод конечных разностей.-С помощью аналитических методов разделения переменных я интегрального •преобразования найдено резение уравнения (5) в виде: .

г5(^) = (Т„-.7;0). Г, _ ?

ч - а)

Время полного прогрева частицы до: достижения температуры плавления -на поверхности мокло' определить ограничиваясь одним членом уравне-

иия (7) у

■ у /Ти-Тхв

Следуяций отап изучения нагревания частиц, когда температура нг поверхности частицы достигает температуры 'плавления есть задача плавления с подвижной границей мехду твердой и жидкой фазами частицы.

Уравнение нагревания частицы в этом «йучае распадает на два уравнения для твердой и жидкой фазы. .

Задача плавления сводится к определения зависимости толщины твердой частица £ от времени ~¿ . Аналитическое решение ее.приводит ко второму диИеренциальному уравнения с переменными коэффициентами - .•'■•'•'с начальным граничным условием .

Дальнейшее решение уравнения (?) удойно получить численный методом интегрирования, который хорошо описан в литературе.

Особое значение приобретает процесса испарения материалов в потоке плазмы в связи с применением .в металлургии и химической технолс гии дуговых высокочастотных генераторов'низкотемпературной плазмы. Задача испарения частиц заключается в определении величины скорости испарения X: ' .. ■;'

i.- - = ¿-s \ ; , ■ сю)

Диффузионный поток в подвижной.среде определяется законом Фиха:

]*=- - Í>p*olc i i?. С , N (Д)

В работе рассмотрены основные режимы испарения частиц в плазме: диффузионный ( <И ), свободномолекудярныа ( > Л ) и пере. ходкий. _ ' •

Получены основные формулы расчета скорости испарения в двух случаях: квазистационарное испарение частиц, неподвижных по отношений к среде и квазистационарное испарение частиц, подвижных по отно-аениэ к среде. Для первого случая с учетом стефановского течения скорость испарения определяется как:

л "

Г с, "г Г

X - ---—... м + .

8 (а ^ рв-р~ ' С12)

С учетом алиям я скачка концентрации на поверхности частиц

Т Р~) Г.

Для второго случая

и о учетом влиянии скачка концентрации

т :

(15)

• ■ Выяснено, что при очень больших, скоростях течения, когда тол-дина диффузионного пограничного слоя Д меньше средней длина свободного пробега иолекул газа V практически вое испаряющиеся молекулы пара будут ^уноситься потоком газа. В этри случае испарение будет идти о той ке скоростью, что в вакууме:

■ Установдеио.такае, что с учетом деЯса-вия: концентрационной и термической диффузии и стефаяовского сготока'в непзо'термнческих условиях скорость испарения могсно выразить так:

Г - ^ _Р (¿К. + (17)

к кг рг \oi-i. цт^ - о(±!

Скорость испарения в переходном режиме модно найти как

' • СП)

' . '

■■• В работе"рассмотрен гопрос изменения коэ'Юициеита лсбового со-

пгопп\:( пня С*\ я критерия теплообмена /Л< нрн испарении- частица. . Получены основные формулы расчета к -Л/ц в атом случае. 1

Разработанная в данной главе методика позволяет исследовать-по-ведеш'.е частицы к рассчитать основные'параметры при со нагревания в плазме от момента ввода частиц в плазменную струи для обработки, до получения расплавленного дисперсного материала. -

Глава 3 посвящена создании математической модели, адекватно аии-сивак;;с.! взаимодействие потока твердых частиц с плазмой. Сформулированы и построит основные уравнения для потока плазмы н группы чао- -тиц. . . " -

Рассмотрено в ото» главе движение и нагревание одиночной частицы в плазме. Сделана оценка сил, действуацих на частицу в типичных условиях дуговых и Б'М плазмотронов, и эняснени основные сии, играющие в икну» роль в формировании ее движения в плазменной струе. Результаты расчетов показыва-ст, что основными силами, депствухцкми на части- . цу, квлкотся сила аэродинамического сопротивления , сила тякести ' и сила термофореза Ртр . другие величины сил па два - три порядка меньше, позтому ими в расчете можно пренебречь. Предложена запись уравнения двичсния частицы с учетом только этих сил в виде:

В отоП главе приведены основные формулы расчета коэффициента лобового сопротивления С'о( к критерия Нуссельдта - А'ч , через ко- -горие определяется коэффициент теплопередачи ). . ■

Далбс рассмотрена електрокагшяная задача как для дуговых, так ' ' и для 1Ш - плазмотронов, ибо в уравнении баланса энергии к в каче- . стве члена, учитываудего источник электрической энергии, фигурирует выражение , Задача ^сводится к определений распределения электрической напв^еазости -цаглягиой напряженности 'Ту*, плотности тока чЕ ", выделяекой-моцности С€г- , градиента статического . давления, связанного с пкнч-оффектом, а такке к определения.полного тока, протека:-:пего в плазме X и выделяемой мовдости р я т.д. -Разработаны алгоритмы к программы для их расчетов. " ~•■ '•■'•

В математическую модель входят следующие, основные уравнения, ■ описивазкис оперговыдсленис, теплообмен в плазме, движение я нагрс- • ванне частиц, а таксе взаимодействие мег;ду плазмой и. частицами: I. Уравнение баланса'энергии

О

^^ л-1

' '»V

^ (20)

2. Уравнения нагревания.частицы ^^ М (л.» [ ?/

(21)

= (22) граничным условием Третьего рода

. 3. Уравнения движения плазмы

^ ЗГ = - Ц- + (а ) (к-'

^ = I о^ - За + ^ ^ ^^) + (4 ¿ц V ¿, ^ + ^

Я** • ¿т]. ^ ^г-'4 -

Уравнения движения частиц '

£ 5

гтг.г' зтЩ (26)

+ Г« 5 • ^

•Т- ГГХ.Ъ Э)о(/ /- , -

5. Электромагнитные уравнения для дугового плазмотрона

, - Ц! : / (28) ;

о п ; , сИ^¿р • (29)

^ V ^

• <5 - чг - д .: 01)

Г = = ; : (32)

Н^у, Ж и (33)

рс1 Ря +У^о ^Ь^^ ' (34) '

, р =/ и . т. * 05); .

6. Уравнение неразрывности . . ^

. [ + .Лг* )]. + V . ;

+ ¿V (£ ^ . $ М = 0 ' (3б) .

7. Газодинамические уравнения

О *

(37)

^ - л-гг 4 ^ , ' (38)

о

Глава. 4 посвяцена расчетному исследованию водородной плазменной дуги, загруженной большим количеством частиц S> . Регулируя число частиц в плазменной дуге мояно исследовать два взаимосвязанных процесса: как ускоряются и нагреваются частицы, как охлаждается и тормозится поток плазменной дуги.

Для ревения системы дифференциальных уравнений, описывапдах предложенную математическую модель были поставлены и реиены следующие задачи:

- Определить функциональные зависимости параметров водородной плазмы tfj,. -f„s. Q,* • Q>*s • Нгт^п • и параметра частицы Cps , <£ от температуры во всех диапазонах, необходимых для расчета, а также функциональнув зависимость радиуса дуги R- от её длины £- путем апроксимации по методу наименьших .квадратов,

- Определить начальные и граничные условия для расчетов.

- Разделить поле дуги на несколько слоев по длине и радиусу, для каждого слоя решить вен систему дифференциальных уравнений путем численного интегрирования по методу Рунге-Дутта четвертого порядка.

- Составить алгоритмы и программы для проведения расчетного исследования. ' ■

Расчеты проведены для водородной плазменной дуги при различной степени загрузки порошков Sr Ог (размер ЮО м*н, 500 И ЮОО в двух случаях I ■= 700 А, "V «■ 170 В, Gr - 100 м3/час и JT « 4000 А, ЧГ « 170 В, Gr « 100 мэ/час ; диаметр катодного ка. нала дуги с( » 60 мм, длина дуги ^ = II см. Были проведены совместно следувщие расчетные исследования:

- движение и нагревание одиночной частицы в водородной дуге (рис.5);

■ - определение локальных параметров водородной дуги: поле температур и скоростей по длине и радиусу, распределение плотности тока и выделяемой электроэнергии дуги;

- определение изменения температура и скорости группы частиц и больного потока частиц по длине и радиусу дуги;

- определение теплового потока, идущего к частице от плазмы, коэффициента теплопередачи, и собственного лучистого излучения частицы при различных значениях коэффициента загрузки материала;

- определение распределения градиента статического давления,' связанного с пинч-оффектом в дуге;

П

- исследование и расчет параметров дуги при различной степени загрузки поропкоэ (рис.2);

- определение оптимального поля дуги для обработки порошкового, сырья в зависимости от размера последнего;

определение максимальной производительности дуги;

- определение минимального расхода плазмообразуюцего газа.

:. Анализ полученных результатов показ.ывает, что:

- температура дуги быстр растет по длине дуги (рис.1) и достигает максимального значения на оси плазменной дуги;

- быстрое изменение величины скорости плазма на оси (рис.1), объясняется тем, что градиент дазленкя на оси дуги достигает макси- ■

■ ■ V '

мальное значение; . . : .

- выделение удельной моццости дуги имеет падающий характер (рпе.З), связанный с расширением дуги на выходе катода. Высокая плотность тока на оси обеспечивает максимальное выделение удельной мощности; '

- скорость теплообмена между плазмой и частицами определяется существенном фа::?орок скорости набегающего потокаплазмы на частицы' ( ), а таю^е .градиентом температуры на поверхности частиц

(у _ Тс ) и теплофизнческям свойств»: пограничного сдоя;

- потери снергии частиц на собственное излучение на два и три порядка меньше получаемой анергии и нагрева от плазмы (рис.Ч), по от о му в дальнейшем расчете собственным лучистым излучением частицы можно пренебречь; '.'■'-.'

- частицы диаметром меньше 500 мкм быстр плавятся и испаряются не достигая анодной области в конце дуги (рис.6). С целью снижения удельной энергозатраты и получения необходимого „качества расплавленного поропка нужно снизить мощность дуги на два'- три порядка .или использовать установки меньпей мощности; . '

- предельный.весовой расход материалов имеет падающий характер (рис.7) с увеличением размера обрабатываемых .частиц, объяснястсяэт! тем,"что с одинаковой массой обработки меньшие частицы забироот больпе тепла плазмы и быстрее нагреваются, чем большие чаоткцы;.

- полученные результаты позволяет оптимизировать поле обработк в зависимости от размера конкретного дисперсного сырья (гис.З). .:■;'

Ai

Ai

в

1 5

т /______ ■

^■Гг.Ъ

Í

200 «/с АО -Г i"'

-л 5 0 з.

лго <

80 7

40 с

? г, см -иг

Рис Л. Распределение температуру л скорости водородной плазменной дуг;', по дд-шс к ра-дггусу (без загруики) Г = 7С0 А, V = 170.3, Gv = ICO ч3/час. п

2

.5. Í

S -SjCM :¡¿

Рис.?. Ззделенке удельноЛ пс:ц-* ности по д.'ынс piiâ-Kî^j родной плазменной дуги Г =7СО 4, Ъг - 170 3, . Gr = ICO иг/ч?.г.

2, с* гг.

Рис.H. уьсп^делепиз температуры г: скорости водородной плазменной дуги по длине и радиусу пел продольной загрузке частицами SIÖ, , Ы = 5С0 мкм.

о 4 S -g, с/ч •■'?.

?:;o.'u Удситяг !;c:;-¡o'-tí< ¡.п-гров частицы S;ü4,/c-/s - ХССМм.ъ-, и за сойпглснноз лучиотсо излучение Сдул без саггузки^ ■■ ■ .Г =7СС Л, PC

.S3

6 s

8 i, см -t2

Рис.5. Poor температуры и скорости частицы S, :• oí, =1000 мкм по длине к радиуса дуги (без загрузки) V =700 А, V =170 Б, Gtr = ICC Ма/час.

ИЗ Л5

7 5

У- - - —

-

«.N - - -

м/с ^2,5-

-Í0

7.5 5

g см 4Z

Рис.б. Рост темпергтурн и скорости частицы $'>0г , 4 =500 мкм . при прсдгльной загрузке 1-Х ---700 A, v =170 в; . . ' Стг = 100 м3/час 2 - т= АОСО'Л. V = 170В, ■ .. <?г - ICO п3/час.

200 Кг/ изо

20 j-40 !

О

Г-ио.1/

" г1 v ¿VTs.' i

V

(v. .

\ » л

[Ч

Г ^ / Яг

-

-10 г,

CM

С

/

——

■

У

Глоуеяьиил BscoBoiî тас-гзгиалов Si Oç при их ооо в подоходноw плазменной

<5-^ - л: = 700 Л,

170 3, £ г - ЮС к3/час ■ И -чОСО А, ТГ 170 15,

1С С

А 6 J 4о1мкм4о :

Рио.П. Оптимальное ■ поле обработки порсикоз Sí С, .8 водородной

00 А,.

плаэмзнио« дуге íLyl - I V = 170 Ь, <?r - J.C0 м3/час 1-Х «=ЧС0О А, V = 170 В,

- ICO М3/час. . . ' .

Заключение

1. Разработана инженерная методика расчета пагрева тугоплавких част;щ з потоке низкотемпературной плазма; расчет безграднемтного и. градиентного нагрева частиц, расчет скорости плавления частиц и расчет скорости испарения частиц в разных режимах (з дмО'Зузормом, свободно мол скул япюм. и переходном) по времени.

2. Репена задача двмеиия и нагревания одиночной частицы, группа частиц и большого потока частиц в плазменной струе совместно с расчетами параметров плазменной дуги.

3. На основе предложенной математической подели определена основные локальные и интегральные параметру для плазменной дуги, так и для частиц при различной степепл загрузки материала: распределения температур и скоростей плазмы и частиц по длине и радиусу дуги; |распределения плотности тока, выделяемой энергии, градиентного давления дуги, теплового,.потока, к частице от плазмы, а тазые продельный весовой расход материала, оптимальное поле обработки материала и т.д.

Для анализа нагревания пара в плазме следует использовать многотемперагурную модель, ибо, она позволяет учитывать все каналы знерго обмена в плазме.

5. Сложные процессы взаимодействия частиц с плазмой делают методы математического моделирования с использованием 2ВМ практически единственным путем для исследования поведения частиц в плазме.

6. Правильный выбор параметров дуговой плазменной установки, исходя из анализа полученных расчетных результатов, позволяет повысить производительность процесса плазменной обработки пережегого сырья при одновременном сникения расхода олскгрсонергии.

Основкос содержание диссертации опубликовано и докладывалось в следуюцкх работах:

•I. дрссвкн С.В., Панфилов С.А. Нгуен Куок Ии Расчет нагревания поток- тверды;: частиц у. гранул в плазменных дугах / Еурнол 5Х0М (в

печати). _ .

2... Ни научно-технических семинарах кафедры электротехники и олектро энергетики и отраслевой лаборатории электротехнических установок Санкт-Петербургского госуд. тех. ук-га, 153Я - IP92^гг.

, 3. На научно-ссхнпчаских семинарах лаб. плазменных процессов и технолог.« ГШЦЗЕТ1РТ, ISfO - 1992 гг.

Лсдппслчо к печати..'/- Тир^д 100 ' Заказ.;/'/ БЕСПЛАТНО ,

П ;,;._чтл-.-.чз i:a рсхс|,р:'.:;те Санкт-Петербургского государственного . ¡-¡чгск^гс университета / С-шл-Петсрбург, Пааетехкичес-

s / • • •