A chemical non-equilibrium model of an<i>air</i>supersonic ICP

Morsli, Mbark El; Proulx, Pierre

doi:10.1088/0022-3727/40/2/015

Cited by 19 publications

(18 citation statements)

References 40 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Properties of air plasmas have been of interest to people over many decades [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15]. Initially, it was primarily due to their relations to space programs and the highest temperature of interest was fairly low (\ 20,000 K).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Thermodynamic and Transport Properties of Two-Temperature Nitrogen-Oxygen Plasma

Ghorui

Heberlein

Pfender

2008

Plasma Chem Plasma Process

View full text Add to dashboard Cite

Thermodynamic and transport properties are computed for a 17 species model of nitrogen-oxygen plasma under different degrees of thermal non-equilibrium, pressures and volume ratios of component gases. In the computation electron temperatures range from 300 to 45,000 K, mole fractions range from 0.8 to 0.2, pressures range from 0.1 atmosphere to 5 atmospheres, and thermal nonequilibrium parameters (T e /T h ) range from 1 to 20. It is assumed that all the electrons follow a temperature T e and the rest of the species in the plasma follow a temperature T h . Compositions are calculated using the two temperature Saha equation derived by van de Sanden et al. Updated energy level data from National Institute of Standards and Technology (NIST) and recently compiled collision integrals by Capitelli et al., have been used to obtain thermodynamic and transport properties. In the local thermodynamic equilibrium (LTE) regime, the results are compared with published data and an overall good agreement is observed.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Thermodynamic and Transport Properties of Two-Temperature Nitrogen-Oxygen Plasma

Ghorui

Heberlein

Pfender

2008

Plasma Chem Plasma Process

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The results obtained using the present model are compared with results from a thermal equilibrium, but a chemical non-equilibrium model, recently published by the authors [21].…”

Section: Supersonic Plasma Jet Modellingmentioning

confidence: 89%

“…It assumes that the electron temperature is in equilibrium with the heavy particle temperature. A non-LTE approach can be divided into two parts: the chemical non-equilibrium which is due to finite kinetic rates [19][20][21] and the thermal non-equilibrium addressed specifically at the electron temperature not in equilibrium with the heavy particle temperature [22][23][24][25][26][27]. Both approaches are obviously concerned with some limitation in the collisional processes that would not be sufficient to sustain equilibrium.…”

Section: Effect Of the Coupling Of The Electromagnetic And The Aerody...mentioning

confidence: 99%

Two-temperature chemically non-equilibrium modelling of anairsupersonic ICP

Morsli¹,

Proulx²

2007

J. Phys. D: Appl. Phys.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

In this work, a non-equilibrium mathematical model for an air inductively coupled plasma torch with a supersonic nozzle is developed without making thermal and chemical equilibrium assumptions. Reaction rate equations are written, and two coupled energy equations are used, one for the calculation of the translational–rotational temperature Thr and one for the calculation of the electro-vibrational temperature Tev. The viscous dissipation is taken into account in the translational–rotational energy equation.The electro-vibrational energy equation also includes the pressure work of the electrons, the Ohmic heating power and the exchange due to elastic collision.Higher order approximations of the Chapman–Enskog method are used to obtain better accuracy for transport properties, taking advantage of the most recent sets of collisions integrals available in the literature. The results obtained are compared with those obtained using a chemical equilibrium model and a one-temperature chemical non-equilibrium model. The influence of the power and the pressure chamber on the chemical and thermal non-equilibrium is investigated.

show abstract

“…Полная система уравнений [1][2][3][4][5][6][7][8][9] решена численно в ПК ANSYS методом конечных объемов. При построении сеток использовалась блочная гексагональная структура HEXA_8.…”

Section: физико-математическая модельunclassified

The Efficiency of Quartz Particles Evaporation in the Argon Plasma Flow of the RF Inductively Coupled Plasma Torch

Grishin¹,

Miao²

2017

S&E BMSTU

View full text Add to dashboard Cite

Представлены результаты численного моделирования процессов нагрева и испарения кварцевых частиц, подаваемых транспортирующим газом в канал ВЧИ-плазмотрона с осевой подачей газов (аргона). Показано, что для выбранной частоты (3 МГц) в независимости от осевого положения центральной трубы (через которую частицы инжектируются в зону разряда) величина критического значения тока JКР, при котором происходит изменение режима течения плазмы с потенциального на вихревое, практически не изменяется. Установлено влияние осевого положения центральной трубы, режима течения плазмы, тока разряда, расхода транспортирующего газа и других параметров на эффективность испарения кварцевых частиц. Показано, что максимальная эффективность испарения частиц имеет, когда их ввод в плазменный поток производится в сечении непосредственно перед индуктором при значениях амплитуды тока разряда близких к JКР 75-100 А, при которых ВЧИ-плазмотрон с газовым охлаждением мощностью до 10 кВт обеспечивает испарение кварцевых частиц с размерами до 100-120 мкм.Ключевые слова: ВЧИ-плазмотрон; каналы подачи газа; вихревая трубка; степень испарения частиц; оптимальный ток разряда; траектория частиц ВведениеБлагодаря высокой плотности энергии и высокой степени чистоты плазмы [1], ВЧИ-плазмотроны широко используются как для лабораторных исследований, так и в промыш-ленности. Области возможных применений ВЧИ-плазмотронов включают в себя техноло-гии сфероидизации порошков [2-4], обработки отходов [5, 6], термического напыления [7, 8] и др.В последнее десятилетие большое внимание было уделено исследованию процессов переработки кварца на поликристаллический кремний [9][10]. Анализ этих результатов по-казал, что увеличение производительности методов и получение кремния высокой чисто-ты может быть достигнуто только при использовании безэлектродных высокочастотных индукционных (ВЧИ) плазмотронов. и при реализации оптимальных условий процесса испарения твердых частиц SiO 2 . Оптимизация конструктивных и энергомощностных па-

show abstract

A chemical non-equilibrium model of anairsupersonic ICP

Cited by 19 publications

References 40 publications

Thermodynamic and Transport Properties of Two-Temperature Nitrogen-Oxygen Plasma

Thermodynamic and Transport Properties of Two-Temperature Nitrogen-Oxygen Plasma

Two-temperature chemically non-equilibrium modelling of anairsupersonic ICP

The Efficiency of Quartz Particles Evaporation in the Argon Plasma Flow of the RF Inductively Coupled Plasma Torch

Contact Info

Product

Resources

About