Malzeme İşlemlerinde Kullanıma Yönelik Üçlü Termal Plazma Torç Sisteminin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği İle Modellenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Knyaz Abdurahmanov

Danışman: RAHMİ ÜNAL

Özet:

Bu çalışmada literatür incelenmesi sonucunda özgün DC taşınımsız üçlü plazma torçunun geometrisi oluşturulmuştur. Plazma torçları yatay eksen ile 30o açıyla, merkez eksen etrafında ise 120o açıda yerleştirilmiştir. Böylece, torçlar tek merkeze hedeflenmiştir. Amaca uygun plazma torçu için şekilsel olarak, basit ve parametrelerin sıkça değişimine uygun olması, analizlerde düzenli hücre yapısı kullanılabilmesi için, üretiminin kolay olması gibi etkenler göz önünde bulundurulmuştur. Torç üç boyutlu modellenmiştir. Akış türü türbülanslı ve sıkıştırılamazdır. Çalışma gazı olarak argon kullanılmıştır. Zamandan bağımsız olarak çözümlemeler yapılmıştır. Daha sonra oluşturulan bu geometri içerisindeki elektromanyetik alan ve gaz akışı arasındaki etkileşimi çözebilmek için ANSYS Fluent ve MHD modülü birlikte kullanılmış, akım ve gaz hacimsel debisi değiştirilerek sonuçlar elde edilmiştir. Değişen parametrelerle torç nozulundan 4 cm mesafe'deki kesişme noktasındaki, ortalama çıkış sıcaklığı ve ortalama çıkış hızı değişimi üzerine çalışılmıştır. Plazma jetlerinin kesişim bölgesinde sıcaklık ve hız, dağılımları verilmiştir. Artan akım ve hacimsel debiyle kesişme noktasındaki sıcaklığın ve hızın arttığı görülmüştür. Artan akımla ark bağlantı noktasının nozul girişine doğru kaydığı ve artan hacimsel debiyle ark bağlantısının nozul çıkışına doğru kaydığı görülmüştür. Alınan sonuçlar, bulgular ve tartışmalar bölümünde değerlendirilmiş ve literatürde daha önce yapılmış olan çalışmalarla karşılaştırması yapılmıştır.