Two-temperature modeling of an arc plasma reactor

Chen, D. M.; Hsu, Kung Chung; Pfender, E.

doi:10.1007/bf00568837

Cited by 36 publications

(29 citation statements)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Even though two alternative forms of non-equilibrium Saha equations have commonly been used in the literature (i.e. see [29] and [12]), following [29], we have used Saha equations of the form: where the sub-index i = {1, 2}, Q i is the partition function of species i, m e the electron mass, h P is Planck's constant, k B is Boltzmann's constant, and ε i is the ionization energy of the i-times ionized atom. In equation (4) we have neglected the lowering of the ionization energy in order to reduce the computational cost of the calculation of plasma properties.…”

Section: Plasma Compositionmentioning

confidence: 99%

“…Therefore, to reduce the computational cost of the non-equilibrium calculations, a simplified, approximate, approach has been followed in this study, which consists on the use of look-up tables based on non-equilibrium transport properties at 1 atm reported in [12][13] and [31]. Figure 3 shows some of the thermodynamic and transport properties used in our models, where the properties for the LTE model correspond to the curves for θ = 1.…”

Section: Thermodynamic and Transport Propertiesmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Non-equilibrium modelling of arc plasma torches

Trelles¹,

Heberlein²,

Pfender³

2007

J. Phys. D: Appl. Phys.

160

112

View full text Add to dashboard Cite

Abstract.A two-temperature thermal non-equilibrium model is developed and applied to the threedimensional and time-dependent simulation of the flow inside a DC arc plasma torch. A detailed comparison of the results of the non-equilibrium model with those of an equilibrium model is presented. The fluid and electromagnetic equations in both models are approximated numerically in a fully-coupled approach by a variational multi-scale finite element method. In contrast to the equilibrium model, the non-equilibrium model did not need a separate reattachment model to produce an arc reattachment process and to limit the magnitude of the total voltage drop and arc length. The non-equilibrium results show large non-equilibrium regions in the plasma -cold-flow interaction region and close to the anode surface. Marked differences in the arc dynamics, especially in the arc reattachment process, and in the magnitudes of the total voltage drop and outlet temperatures and velocities between the models are observed. The non-equilibrium results show improved agreement with experimental observations.

show abstract

Section: Plasma Compositionmentioning

confidence: 99%

Section: Thermodynamic and Transport Propertiesmentioning

confidence: 99%

Non-equilibrium modelling of arc plasma torches

Trelles¹,

Heberlein²,

Pfender³

2007

J. Phys. D: Appl. Phys.

160

112

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Malheureusement [194] et il n'existe pas de solution générale, même approximative à ces problèmes. En effet, la présence des particules modifie l'écoulement plasma [195], elles peuvent [103]. b) Distribution de la température des lourds.…”

Section: Les Transferts De Chaleur Et De Quantité Deunclassified

“…b) Heavy particles temperature distribution under the same conditions [103] [196] et suivre exactement leur trajectoire dans le plasma, -aborder l'évolution globale des particules dans la direction de l'écoulement [197,198] au détriment de la description locale du système.…”

Section: Les Transferts De Chaleur Et De Quantité Deunclassified

“…e/cm3 [3], soit lorsque les gradients de concentration ou de température sont suffisamment élevés pour que la diffusion des électrons soit rapide comparativement à celle des particules lourdes (aux frontières du jet de plasma ou au voisinage des électrodes ou de parois refroidies) [4], soit lors de l'injection d'un gaz froid dans le plasma [5]. Nous ne reviendrons pas sur le calcul des propriétés thermodynamiques (composition, enthalpie) [6 à 15] et de transport (y, Q, K) [16 à 31] des plasmas à l'équi-libre dans la mesure où ceux-ci sont maintenant bien classiques.…”

unclassified

See 1 more Smart Citation

Applications physico-chimiques des plasmas d'arc

Fauchais

1984

Rev. Phys. Appl. (Paris)

View full text Add to dashboard Cite

Depuis quelques années l'intérêt industriel pour les plasmas thermiques va grandissant et le nombre d'applications développées est sans cesse croissant. Il nous a donc semblé qu'il convenait, au travers de la littérature, de faire le point de la question non seulement sur les applications développées ou potentiellement développables, mais aussi et surtout sur nos connaissances actuelles des phénomènes mis en jeu ou impliqués. C'est donc pourquoi nous nous proposons de voir successivement : — Les conditions d'équilibre des plasmas thermiques ainsi que leurs propriétés thermodynamiques et de transport. — La génération des plasmas avec les problèmes des électrodes, de la colonne de plasma et les conséquences qui en découlent pour la réalisation des générateurs à cathodes chaudes ou froides ainsi que les problèmes liés à leur utilisation (temps de séjour, homogénéité du traitement, introduction des produits à traiter, mélange) avec la réalisation de fours à plasma destinés à améliorer le temps de séjour ou les transferts thermiques. — La modélisation des plasmas avec l'écoulement réactif ou non et le mélange d'un gaz avec le plasma, les transferts de quantité de mouvement et de chaleur et les points essentiels qui se dégagent de cette modélisation. — Les applications actuelles et potentielles de ces plasmas thermiques pour le chauffage, la production de gaz réducteurs, les réactions chimiques, la fusion et la purification en plasma, la vaporisation, la métallurgie extractive, la projection

show abstract

Numerical Simulations

2022

Voltage‐Enhanced Processing of Biomass and Biochar

View full text Add to dashboard Cite

Two-temperature modeling of an arc plasma reactor

Cited by 36 publications

References 9 publications

Non-equilibrium modelling of arc plasma torches

Non-equilibrium modelling of arc plasma torches

Applications physico-chimiques des plasmas d'arc

Numerical Simulations

Contact Info

Product

Resources

About