Numerical Study of the Arc Fluctuations in DC Plasma Torch
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Plasma spray technology is widely employed by industry to apply coatings on different components to protect them from corrosion, wear and high temperature environments. The gases introduced into the DC plasma torch are heated by the arc and a plasma jet exits the torch. Powders are injected into the plasma jet where they are then accelerated, heated, and melted before impacting the substrate, which is placed at some distance from the outlet of plasma spray torch. Plasma arc exhibits strong voltage fluctuations which correspond to the movement of the anode arc root attachment. Understanding the arc movement within the torch and how it affects the flow and temperature fields of the plasma jet exiting the torch is of great importance. Understanding the flow, temperature and electromagnetic fields within the DC plasma torch is extremely challenging and there is a limited number of investigations in the literature. In order to provide unique sets of surface characteristics, e.g., thermal barriers, wear and corrosion resistance, a high quality coating with appropriate combination of powder and base materials must be produced. To produce a high quality coating, powder particles should be uniformly heated and accelerated, and then deposited onto the substrate. In this paper, an unsteady 3-dimensional model of the arc movement within the plasma torch is reported. The proposed model is employed to solve electric potential and magnetic vector potential equations in addition to continuity, momentum and energy equations. The k-ε turbulence model was used to model the turbulence of the flow field inside a non-transferred DC argon plasma torch. The geometry of the torch was that of SG-100 torch (Praxair). TO study the effect of the arc length on the voltage, first a steady-state model was considered for a range of arc lengths and arc-root radii. The results of this model provided the relation between arc length and arc voltage for a set of arc root radii and given argon flow rate. Then, given voltage fluctuation profile, the unsteady, arc root attachment movement was simulated from the estimation which found from steady models. Results show that the effects of velocity and temperature fluctuations at the outlet of the torch (where the particles are injected) are not negligible and such fluctuations exceed 15% of their average values. These will in turn affect the particle heating history and will negatively impact the microstructure of the coating.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».