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P: Fachverband Plasmaphysik

P 18: Poster: Theorie/Modellierung

P 18.19: Poster

Mittwoch, 1. April 2009, 17:30–19:30, Foyer des IfP

Modellierung des Anodengebietes von freibrennenden Lichtbögen — •Sergey Gorchakov¹, Alexander Timofeev² und Dirk Uhrlandt¹ — ¹INP Greifswald, Felix-Hausdorff-Str. 2, 17489 Greifswald, Germany — ²Saint-Petersburg State University, Ulyanovskaya 1, 198504 St. Petersburg, Russia

Freibrennende Lichtbögen finden zahlreiche industrielle Anwendungen, wie z.B. Schweißen, Plasmaspritzen und Abfallbearbeitung. Für eine Optimierung der Anlagen und der technologischen Prozesse ist ein Verständnis der physikalischen Vorgängen in den Randbereichen, u.a. in der Nähe von Elektroden notwendig. Eigenschaften des Plasmas in diesen Entladungsgebieten sind stark durch die Verdampfung des Elektrodenmaterials und deutliche Abweichungen vom lokalen thermischen Gleichgewicht charakterisiert. Für die Untersuchungen wurde ein Zweitemperatur-Mehrflüssigkeitsmodell des Anodengebietes von freibrennenden Lichtbögen entwickelt. Das Modell berücksichtigt die vom Gleichgewicht abweichende Gemischzusammensetzung, sowie die thermodynamischen und Transportkoeffizienten als Funktionen von der Elektronen- und Schwerteilchentemperatur sowie des Metalldampfanteils im Gemisch. Die Energiebilanz der Anode wurde unter Berücksichtigung der Beiträge des Wärmeflusses aus dem Plasma, der Verdampfung des Elektrodenmaterials und der Ohmschen Heizung evaluiert. Die Ergebnisse für ein Argonplasma und die Elektrodenmaterialien Kupfer und Eisen werden präsentiert und diskutiert.