Modelado numérico 2-D de la ruptura dieléctrica del gas en la lámina no neutra contigua a la tobera de una antorcha de arco transferido

Autores
Mancinelli, Beatriz Rosa; Minotti, Fernando Oscar; Prevosto, Leandro
Año de publicación
2012
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
El doble arco es un fenómeno que ocurre cuando un arco transferido, fluyendo en el interior de una tobera eléctricamente aislada, se rompe en dos arcos separados: uno que conecta el cátodo y la tobera y el otro que conecta la tobera y el ánodo. La evidencia experimental sugiere que la causa del doble arco es una avalancha tipo Townsend que ocurre en la delgada lámina no neutra, que separa el plasma de la tobera metálica, debido a la gran diferencia de potencial a través de ésta. El fenómeno de ruptura dieléctrica de un gas entre electrodos metálicos ha sido extensamente estudiado; sin embargo el presente caso involucra la ruptura dieléctrica de un gas a elevada temperatura entre un electrodo (la tobera) y un plasma. En este trabajo se presenta un modelo 2-D del desarrollo de la ruptura dieléctrica del gas en la lámina no neutra contigua a la tobera de una antorcha de corte operada con oxígeno. Se analiza la dinámica de la descarga. El esquema cinético incluye procesos de ionización de las partículas pesadas por impacto electrónico, captura (attachment) y desprendimiento (detachment) de electrones y recombinación electrón–ión e ión–ión
Double–arcing is a phenomenon that occurs when a transferred arc, flowing inside an electrically insulated nozzle, breaks into two separate arcs: one that connects the cathode and the nozzle and another that connects the nozzle and the anode. Experimental evidence suggests that the reason for double–arcing is a Townsend like breakdown occurring in the thin space–charge layer, which separates the plasma from the metallic nozzle, due to the high voltage drop across it. Breakdown phenomena in a gas between metallic electrodes have been extensively studied; however the present case involves breakdown of a high–temperature gas between one electrode (the nozzle) and a plasma boundary. A 2–D model of the gas breakdown development in the space–charge layer contiguous to the nozzle of a cutting arc torch operated with oxygen is reported. The dynamics of the discharge is analyzed. The kinetic scheme includes processes of ionization of heavy particles by electron impact, electron attachment and detachment, electron–ion recombination and ion–ion recombination.
Fil: Mancinelli, Beatriz Rosa. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Venado Tuerto. Grupo de Descargas Eléctricas (UTN). Santa Fe. Argentina
Fil: Minotti, Fernando Oscar. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Venado Tuerto. Grupo de Descargas Eléctricas (UTN). Santa Fe. Argentina
Fil: Prevosto, Leandro. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Venado Tuerto. Grupo de Descargas Eléctricas (UTN). Santa Fe. Argentina
Fuente
An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2012;03(23):53-57
Materia
DOBLE ARCO
RUPTURA DIELECTRICA DE UN GAS
ANTORCHAS DE ARCO TRANSFERIDO
DOUBLE ARCING
GAS BREAKDOWN
TRANSFERRED ARC TORCH
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
Repositorio
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institución
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
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Double–arcing is a phenomenon that occurs when a transferred arc, flowing inside an electrically insulated nozzle, breaks into two separate arcs: one that connects the cathode and the nozzle and another that connects the nozzle and the anode. Experimental evidence suggests that the reason for double–arcing is a Townsend like breakdown occurring in the thin space–charge layer, which separates the plasma from the metallic nozzle, due to the high voltage drop across it. Breakdown phenomena in a gas between metallic electrodes have been extensively studied; however the present case involves breakdown of a high–temperature gas between one electrode (the nozzle) and a plasma boundary. A 2–D model of the gas breakdown development in the space–charge layer contiguous to the nozzle of a cutting arc torch operated with oxygen is reported. The dynamics of the discharge is analyzed. The kinetic scheme includes processes of ionization of heavy particles by electron impact, electron attachment and detachment, electron–ion recombination and ion–ion recombination.
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