Numerical studies of arc plasma generation in single cathode and three-cathode plasma torch and its impact on plasma spraying

این مقاله مطالعه ویژگی های مشعل پلاسمای قوس تولید شده توسط ساختار کاتدی و ساختار سه کاتدی و تاثیر بالقوه آنها بر اسپری پلاسما است. یک مدل جامع فیزیکی توسعه یافته است که قادر به توصیف تولید پلاسما، جریان واکنش فشرده و تعامل آن با ذرات شامل گرما، حرکت و انتقال جرم و همچنین ذوب ذرات و مجددا خرد شدن است. یک طرح محاسباتی نیز برای حل معادلات ناویه-استوکس، معادلات ماکسول و معادلات حرکت ذرات، انتقال حرارت و جرم با جت پلاسما و تغییر فاز ذرات توسعه یافته است. این طرح برای شبیه سازی فرآیندهای پاشش حرارتی با استفاده از هر دو کاتد تک و اسلحه پلاسما سه کاتدی استفاده می شود. نتایج نشان می دهد که مشعل پلاسما از یک تفنگ پالم کاتدی تک به یک طرف حرکت می کند، در حالیکه از تفنگ پلاسمای سه کاتود، در امتداد محور جت با ساختار مثلثی بر روی جت عبور می کند. دما و سرعت در امتداد محور مرکز پایین تر از آنهایی هستند که از محور جت در مشعل پلاسمای سه کاتدی استفاده می کنند. رژیم با درجه حرارت و سرعت بالا در جت پلاسما سه کاتدی بزرگتر از جت پلاسما کاتدی است. با انتخاب یک موقعیت تزریق مناسب، ذرات پرواز در جت پلاسمای سه کاتد می توانند به صورت یکنواخت در منطقه دما و سرعت بالا توزیع شوند و به طور یکنواخت گرم و شتاب دهند. اندازه ذرات که می تواند به طور کامل ذوب شود در جت پلاسما سه کاتدی بیشتر از جت پلاسما کاتدی تک است، بنابراین برای کیفیت پوشش مفید است.