Dvifazio plazmos srauto matavimai ir skaitmeninis modeliavimas plazminio purškimo procese

Anotacija

Skaitmeniniai dvifazio plazmos srauto tyrimai buvo atlikti naudojant „Jets&Poudres“ programą, kuri yra specialiai pritaikyta modeliuoti plazmos srauto tekėjimą bei joje vykstančius procesus. Gauti dvifazio srauto modeliavimo rezultatai palyginti su eksperimentiniais duomenimis. Eksperimentinį plazminio purškimo įrenginį sudaro dispersinių dalelių maitinimo ir dozavimo sistema bei linijinis nuolatinės srovės 30–40 kW galios plazmos generatorius (PG) su karštu katodu ir laiptuotu anodu. Į aukštos temperatūros srautą tiekiamos įvairios medžiagos ar jų mišiniai: anglis, kaolinas, aliuminio, vario, cirkonio oksidai ir kt. Nustatyta, kad dispersinių dalelių temperatūra ties x/d = 8–12 viršija vidutinę dujų temperatūrą ir yra 1200–1600 K. Tiriant dalelių greičio kitimus priklausomai nuo nuskrieto atstumo, galima pastebėti, kad mažiausios dalelės per tą patį laiką pasiekia didesnį greitį. Dalelių greitis stabilizuojasi ties x/d = 8 nuo PG ištekėjimo angos ir beveik nepriklauso nuo jų dydžio. Tai rodo, kad paruoštas dengiamas substratas ties x/d = 8–12 bus bombarduojamas pastoviu jėgos impulsu, dalelių kinetinė energija bus maksimali. Gauti rezultatai parodė, kad skaitmeninio modeliavimo rezultatai neblogai sutampa su eksperimentų duomenimis, todėl gali būti naudojami nustatant optimalius plazmos purškimo parametrus, gaminant pageidaujamų savybių dangas.