Orientador: Aruy Marotta

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Foi construída uma sonda de entalpia para diagnóstico da temperatura, pressão e velocidade do jato de plasma. Os principais resultados obtidos foram os seguintes: (i) foi feito uma análise teórica dos mais importantes fatores no uso da sonda: condição de equilíbrio termodinâmico, regime de...

Resumo: Foi construída uma sonda de entalpia para diagnóstico da temperatura, pressão e velocidade do jato de plasma. Os principais resultados obtidos foram os seguintes: (i) foi feito uma análise teórica dos mais importantes fatores no uso da sonda: condição de equilíbrio termodinâmico, regime de escoamento do plasma, fluxo térmico, sensibilidade da sonda, balanço de massa, momento e energia do jato de plasma; (ii) foram calculados os parâmetros do maçarico de plasma a ar utilizando a teoria da similaridade e estes resultados foram comparados com os valores medidos, apresentando boa concordância; (iii) foi desenvolvido um cátodo de zircônio para o maçarico, permitindo que este operasse 38 horas sem reposição de eletrodos, sendo feito um estudo da taxa de erosão do cátodo; (iv) foram medidos os perfis de entalpia, temperatura, pressão e velocidade em 4 seções do jato de plasma; (v) foram calculados os fluxos de massa e energia do jato mostrando a partir do fluxo de massa uma forte penetração de gás ambiente no interior do jato e a partir do fluxo de energia foi possível mostrar que a sonda construída mediu com boa precisão a temperatura e velocidade do plasma tendo sido alcançado o objetivo da tese

Abstract: An enthalpy probe to determine temperature, pressure and velocity of a plasma torch was constructed. The main problems and results treated in this thesis were the following: (i) a theoretical analysis was performed of the most important factors for the probe: the thermodynamic equilibrium...

Abstract: An enthalpy probe to determine temperature, pressure and velocity of a plasma torch was constructed. The main problems and results treated in this thesis were the following: (i) a theoretical analysis was performed of the most important factors for the probe: the thermodynamic equilibrium condition, the thermal flux. the sensitivity of the probe, the mass, momentum and energy balance of the plasma jet; (ii) the parameters of the plasma torch have being calculated and these results were compared with the measurements, showing good agreement; (iii) a zirconium cathode was developed, allowing na operation of 38 hours without replacement of the electrodes; the erosion rate of the cathode was measured; (iv) the enthalpy, temperature, pressure and velocity profiles in four sections along of the plasma jet was measured; (v) the flux of mass and energy of the jet have been calculated; from the mass flux it was deduced that there is a strong penetration of ambient gas inside the jet and from the energy flux it was possible to show that the probe truly measured the plasma temperature and velocity with good precision. Thus the principal objectives of this thesis have been attained