Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2020, выпуск 7 » Статья стр. 1068
<<<>>>
О выборе параметров высокочастотного индукционного плазмотрона и дисперсного потока испаряемых кварцевых частиц
DOI: 10.21883/JTF.2020.07.49438.7-19
Переводная версия: 10.1134/S1063784220070130
Miao L.1, Гришин Ю.М.1
1Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
Email: miaolongbmstu@gmail.com
Поступила в редакцию: 16 ноября 2019 г.
В окончательной редакции: 26 ноября 2019 г.
Принята к печати: 27 января 2020 г.
Выставление онлайн: 7 апреля 2020 г.
PDF версия
В рамках модели двухфазной бесстолкновительной монодисперсной смеси выполнено численное моделирование процессов нагрева и испарения кварцевых частиц в потоке аргоновой плазмы высокочастотного индукционного плазмотрона. Определены условия осуществления режимов течения с фронтальным вихрем кольцевого типа с полным и частичным проникновением частиц в высокотемпературную зону разряда. Установлены зависимости степени испарения и удельных энергетических затрат на испарение от основных рабочих параметров процесса переработки частиц в первую очередь массового расхода кварцевых частиц, мощности плазмотрона, а также размера и угла ввода частиц в плазменный поток. Даны рекомендации по выбору оптимальных режимных параметров плазмотрона и параметров потока перерабатываемых частиц кварца. Показано, что высокочастотный индукционный плазмотрон мощностью около 5 kW обеспечивает полное испарение потоков кварцевых частиц с размерами до 50-70 μm с расходом до (8-10)· 10-5 kg/s при удельных энергетических затратах на уровне 50 MJ/kg. Ключевые слова: ВЧИ-разряд, режимы течения, степень испарения, оптимальные режимные параметры.
  1. Залогин Г.Н., Красильников А.В., Рудин Н.Ф., Попов М.Ю., Кульницкий Б.А., Кириченко А.Н. // ЖТФ. 2015. Т. 85. Вып. 5. С. 100-105. [ Zalogin G.N., Krasil'nikov A.V., Rudin N.F., Popovb M.Yu., Kul'nitskii B.A., Kirichenko A.N. // Tech. Phys. 2015. Vol. 60. N 5. P. 730-735.] DOI: 10.1134/S106378421505028X
  2. Власов В. И., Залогин Г.Н., Кусов А.Л. // ЖТФ. 2007. Т. 77. Вып. 1. С. 30-37. [ Vlasov V.I., Zalogin G.N., Kusov A.L. // Tech. Phys. 2007. Vol. 52. N 1. P. 27-34.] DOI: 10.1134/S1063784207010057
  3. Анчуков К.Е., Залогин Г.Н., Красильников А.В., Попов М.Ю., Кульницкий Б.А. // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. Вып. 21. С. 30-37. [ Anchukov K.E., Zalogin G.N., Krasil'nikov A.V., Popov M.Yu., Kul'nitskii B.A. // Tech. Phys. Lett. 2015. Vol. 41. N 11. P. 1038-1040.] DOI: 10.1134/S1063785015110024
  4. Гришин Ю.М., Козлов Н.П., Скрябин А.С. // ТВТ. 2012. Т. 50. Вып. 4. C. 491-495. [ Grishin Yu.M., Kozlov N.P., Skryabin A.S. // High Temp. 2012. Vol. 50. N 4. P. 459-463.] DOI: 10.1134/S0018151X12040086
  5. Colombo V., Ghedini E., Gherardi M., Sanibondi P. // Plasma Sources Sci. T. 2013. Vol. 22. N 3. P. 035010 (11p). DOI: 10.1088/0963-0252/22/3/035010
  6. Mendoza Gonzalez N.Y., Morsli M.El., Proulx P. // J. Therm. Spray Technol. 2008. Vol. 17. N 4. P. 533-550. DOI: 10.1007/s11666-008-9209-x
  7. Гришин Ю.М., Мяо Л. // Прикладная физика. 2017. Вып. 3. С. 31-36
  8. Grishin Yu.M., Miao L. // J. Physics: Conf. Series. 2017. Vol. 830. P. 012069 (6p). DOI: 10.1088/1742-6596/830/1/012069
  9. Aghaei M., Bogaerts A. // J. Anal. At. Spectrom. 2016. Vol. 31. N 3. P. 631-641. DOI: 10.1039/c5ja00162e
  10. Proulx P., Mostaghimi J., Boulos M.I. // Int. J. Heat Mass Transfer. 1985. Vol. 28. N 7. P.1327-1336
  11. Colombo V., Ghedini E., Sanibondi P. // Plasma Sources Sci. T. 2010. Vol. 19. N 6. P. 065024 (13p). DOI: 10.1088/0963-0252/19/6/065024
  12. Bernardi D., Colombo V., Ghedini E., Mentrelli A., Trombetti T. // Eur. Phys. J. D. 2004. Vol. 28. N 3. P. 423-433. DOI: 10.1140/epjd/e2004-00012-8
  13. Shan Y.G. // IEEE T. Plasma Sci. 2009. Vol. 37. N 9. P. 1747-1753. DOI: 10.1109/TPS.2009.2028141
  14. Гришин Ю.М., Козлов Н.П., Скрябин А.С. // ТВТ. 2016. Т. 54. Вып. 5. С. 655-662. DOI: 10.7868/S0040364416040086 [ Grishin Yu.M., Kozlov N.P., Skryabin A.S. // High Temp. 2016. Vol. 54. N 5. P. 619-626. DOI: 10.1134/S0018151X16040088]
  15. Ma W.H., Ogura M., Kobayashi T., Takahashi H. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2004. Vol. 81. N 4. P. 477-483. DOI: 10.1016/j.solmat.2003.12.001
  16. Mexmain J.M., Morvan D., Bourdin E., Amouroux J., Fauchais P. Plasma Chem. and Plasma Proces. 1983. Vol. 3. N 4. P. 393-420
  17. Miao L., Grishin Yu.M. // Plasma Sources Sci. T. 2018. Vol. 27. N 11. P. 115008 (11p). DOI: 10.1088/1361-6595/aae8f2
  18. Васильевский С.А., Колесников А.Ф. // Изв. РАН. МЖГ. 2000. Вып. 5. С. 164-173. [ Vasil'evskii S.A., Kolesnikov A.F. // Fluid Dynamics. 2000. N 5. P. 769-777.]
  19. Дресвин С.В., Михальков С.М. // ТВТ. 1992. Т. 30. Вып. 1. С. 25-35. [ Dresvin S.V., Mikhalkov S.M. // High Temp. 1992. Vol. 30. N 1. P. 21-30.]
  20. Crowe C.T., Sharma M.P., Stock D.E. // J. Fluids Eng. 1977. Vol. 99. N 2. P. 325-332. DOI: 10.1115/1.3448756
  21. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред Ч. I. М.: Наука, 1987. 464 с
  22. Волков К.Н., Емельянов В.Н. Течения газа с частицами. М.: Физматлит, 2008. 600 с
  23. Boulos M.I. // Pure\&Appl. Chem. 1985. Vol. 57. N 9. P. 1321-1352
  24. Кацнельсон С.С., Ковальская Г.А. Теплофизические и оптические свойства аргоновой плазмы. Новосибирск: Наука, 1985. 147 с
  25. Boulos M.I., Fauchais P., Pfender E. Thermal Plasmas: Fundamentals and Applications. Vol. 1. NY.: Plenum Press, 1994. 452 p
  26. Дресвин С.В. Основы теории и расчета высокочастотных плазмотронов. Л.: Энергоатомиздат, 1991. 312 с
  27. Бабушкина А.П., Братковский А.М. и др. Физические величины: Справочник. М: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с
  28. Bird R.B., Stewart W.E., Lightfoot E.N. Transport Phenomena, Second Edition. NY.: John Wiley \& Sons, Inc., 2006. 905 p
  29. Chase J.D. // J. Appl. Phys. 1969. Vol. 40. N 1. P. 318-325. DOI: 10.1063/1.1657052
  30. Utyuzhnikov S.V., Konyukhov A.V., Rudenko D.V., Vasil'evskii S.A., Kolesnikov A.F., Chazot O. // AIAA J. 2004. Vol. 42. N 9. P. 1871-1877. DOI: 10.2514/1.1195
  31. Мяо Л., Гришин Ю.М. // Физика плазмы. 2018. Т. 44. Вып. 11. С. 881-887. DOI: 10.1134/S0367292118110070 [ Miao L., Grishin Yu.M. // Plasma Phys. Rep. 2018. Vol. 44. N 11. P. 1019-1025. DOI: 10.1134/S1063780X18110077]
  32. Miao L., Grishin Yu.M. // Int. J. Heat Mass Transfer. 2019. Vol. 144. P. 118671 (12p). DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2019.118671

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme