Hf陰極の蒸発量とその蒸気輸送現象を考慮したプラズマ切断トーチ内外アークの電磁熱流体解析

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: EPP21080,SP21021,HV21068

グループ名: 【A】基礎・材料・共通部門 放電・プラズマ・パルスパワー/【B】電力・エネルギー部門 開閉保護/【B】電力・エネルギー部門 高電圧合同研究会

発行日: 2021/11/26

タイトル(英語): Numerical Study on Compressible Thermofluid Flow inside/outside the Plasma Arc Cutting Torch Considering Evaporation of Hf Cathode Vapor

著者名: 又農 智史(金沢大学),田中 康規(金沢大学),中野 裕介(金沢大学),石島 達夫(金沢大学),高田 伸浩(コマツ産機),山口 義博(コマツ産機)

著者名(英語): Tomofumi Matano(Kanazawa University),Yasunori Tanaka(Kanazawa University),Yusuke Nakano(Kanazawa University),Tatsuo Ishijima(Kanazawa University),Nobuhiro Takata(Komatsu Industries Corp.),Yoshihiro Yamaguchi(Komatsu Industries Corp.)

キーワード: プラズマ切断|Ｈｆ陰極|損耗|温度分布|蒸気輸送|数値解析モデル|plasma arc cutting|Hf cathode|erosion|temperature distribution|transport of Hf vapor|numerical model

要約(日本語): プラズマ切断の技術課題にHf陰極の損耗抑制がある．Hf陰極は高温アークとの接触により溶融・蒸発する．Hf蒸気はアークに放出され一部はトーチ外に対流輸送され，一部はトーチ内旋回流により逆流し陰極に再堆積する．Hf蒸気はアーク導電性・温度分布にも影響する．筆者らは，上記のHf陰極蒸発とトーチ内外における蒸気輸送とを考慮した数値解析モデルを構築した．本モデルにより，陰極蒸発とそのアークへの影響を検討した．

要約(英語): One of the technical issues in plasma arc cutting is to suppress the erosion of Hf cathode. The Hf cathode is molten and evaporated by heat of high-temperature arc plasma. Part of Hf vapor is transported by convection to outside of the torch, while its other part is redeposited onto the surface of Hf cathode by circular gas flow inside the torch. The Hf vapor also influences the electrical conductivity and temperature distribution in the arc. We have developed a numerical model considering the evaporation of Hf cathode and transport of Hf vapor inside and outside the torch. We report on the effects of these phenomena on the plasma.

本誌: 2021年11月29日-2021年11月30日放電・プラズマ・パルスパワー/開閉保護/高電圧合同研究会-1

本誌掲載ページ: 7-12 p

原稿種別: 日本語

PDFファイルサイズ: 1,283 Kバイト