Prenos toplote i brzine čestica plazme na čestice praha u plazma-sprej procesu na atmosferskom pritisku

  • Mihailo R. Mrdak IMTEL komunikacije a.d.
DOI: https://doi.org/10.5937/vojtehg66-12942
Ključne reči: velocity||, ||brzina, transfer||, ||prenos, temperatures||, ||temperatura, powders||, ||prahovi, plasmas||, ||plazma, particles||, ||čestice, heating||, ||zagrevanje,

Sažetak


Za uspešno deponovanje praha i dobar kvalitet deponovanih slojeva od velikog značaja je ravnomerno injektiranje praha u mlaz plazme, prenos toplote i brzine čestica plazme (jona i elektrona) na čestice praha, kao i temperatura i brzina istopljenih čestica praha pre sudara sa podlogom. Za svaki tip praha, u zavisnosti od raspodele granulacije čestica (µm) i gustine (kg/m3), neophodno je odrediti količinu dotura praha (g/min) u plazmi za definisane protoke gasova (l/min), tipove plazma gasova (Ar, He, H2, N2 ili njihove mešavine) i nivoe snage (kW). Da bi došlo do prenosa toplote i brzine čestica plazme na čestice praha, mora doći do interakcije između jona i elektrona iz plazme i čestica praha. Za poznate brzine i temperature mlaza plazme na atmosferskom pritisku mogu se izračunati putanje pojedinih čestica primenom jednačine kretanja, uzimajući u obzir viskozno trenje i inerciju. U radu je prikazana veza između brzine injektiranja praha Al2O3 i brzine pojedinih čestica praha Al2O3 u plazmi u zavisnosti od odstojanja otvora anode, kao i veza granulacije praha i temperature površine čestica praha u zavisnosti od injektiranja praha i nivoa snage napajanja plazma pištolja na atmosferskom pritisku.

 

Biografija autora

Mihailo R. Mrdak, IMTEL komunikacije a.d.
doktor tehničkih nauka

Reference

Bianchi, L., Léger, A.C., Vardelle, M., VFardelle, A. & Fauchais, P., 1997. Splat formation and cooling of plasma-sprayed zirconia. Thin Solid Films, 305(1-2), pp.35-47. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/S0040-6090(97)80005-3.

Bouneder, M., Ageorges, H., El Ganaoui, M., Pateyron, B. & Fauchais, P., 2009. Direct current plasma spraying of mechanofused alumina-steel particles. University of Limoges.

Chen, X. & Pfender, E., 1983. Effect of the Knudsen number on heat transfer to a particle immersed into a thermal plasma. Plasma Chemistry and Plasma Processing, 3(1), pp.97–113. Available at: http://dx.doi.org/10.1007/BF00566030.

Fauchais, P., 2004. Understanding plasma spraying, invited review. Journal of Physics D: Applied Physics, 37(9), p.R86-R108. Available at: http://dx.doi.org/10.1088/0022-3727/37/9/R02.

Fauchais, P., Vardelle, M.A, Vardelle, M. & Pateyron, B., 1985. Plasma spraying and extractive metallurgy: Comparisons between mathematical modelling and measurements and between application and development. Pure and Applied Chemistry, 57(9), pp.1171-1178. Available at: http://dx.doi.org/10.1351/pac198557091171.

Hossain, M.M, Yao, Y. & Watanabe, T., 2009. A Numerical Study of Plasma-Particle Heat Transfer Dynamics in Induction Thermal Plasmas for Glassification. Transactions on electrical and electronic engineering, 4(4), pp.504–509. Available at: http://dx.doi.org/10.1002/tee.20436.

Mrdak, M.R., 2016. Plazma sprej procesi i svojstva zaštitnih prevlaka. Belgrade: IHIS Techno experts d.o.o. (in Serbian).

Mrdak, M.R., 2017. Mechanical properties and the microstructure of the plasma-sprayed ZrO2Y2O3 / ZrO2Y2O3CoNiCrAlY / CoNiCrAlY coating. Vojnotehnički glasnik/ MilitaryTechnical Courier, 65(1), pp.30-44. Available at: http://dx.doi.org/10.5937/vojtehg65-10586.

Vardelle, M., Vardelle, A., Fauchais, P. & Boulos, M.I., 1983. Plasma-particle momentum and heat transfer: Modelling and measurements. AIChE Journal, 29(2), pp.236–243. Available at: http://dx.doi.org/10.1002/aic.690290210.

Vardelle, M., Vardelle, A., Li, K.I., Fauchais, P. & Themelis, N.J., 1996. Coating generation: Vaporization of particles in plasma spraying and splat formation. Pure and Applied Chemistry, 68(5), pp.1093-1099. Available at: http://dx.doi.org/10.1351/pac199668051093.

Vardelle, M., Vardelle, A., Fauchais, P., Li, K.-I., Dussoubs, B. & Themelis, N.J., 2001. Controlling Particle Injection in Plasma Spraying. Journal of Thermal Spray Technology, 10(2), pp.267-284. Available at: http://dx.doi.org/10.1361/105996301770349367.

Xiong, B.H., Zheng, L.L, Srisailam, S. & Fincke, R.J., 2004. Three-dimensional simulation of plasma spray: Effects of carrier gas flow and particle injection on plasma jet and entrained particle behavior. International Journal of Heat and Mass Transfer, 47(24), pp.5189-5200. Available at: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.07.005.

Objavljeno
2018/03/16
Broj časopisa
Vol. 66 Br. 2 (2018): april – jun
Rubrika
Stručni radovi

Vojnotehnički glasnik omogućava otvoreni pristup i, u skladu sa preporukom CEON-a, primenjuje Creative Commons odredbe o autorskim pravima:

Autori koji objavljuju u Vojnotehničkom glasniku pristaju na sledeće uslove:

  1. Autori zadržavaju autorska prava i pružaju časopisu pravo prvog objavljivanja rada i licenciraju ga Creative Commons licencom koja omogućava drugima da dele rad uz uslov navođenja autorstva i izvornog objavljivanja u ovom časopisu.
  2. Autori mogu izraditi zasebne, ugovorne aranžmane za neekskluzivnu distribuciju rada objavljenog u časopisu (npr. postavljanje u institucionalni repozitorijum ili objavljivanje u knjizi), uz navođenje da je rad izvorno objavljen u ovom časopisu.
  3. Autorima je dozvoljeno i podstiču se da postave objavljeni rad onlajn (npr. u institucionalnom repozitorijumu ili na svojim internet stranicama) pre i tokom postupka prijave priloga, s obzirom da takav postupak može voditi produktivnoj razmeni ideja i ranijoj i većoj citiranosti objavljenog rada (up. Efekat otvorenog pristupa).