Contribution à l'étude statique et dynamique de torches plasma stabilisées par vortex

par Jean-François Brilhac

Thèse de doctorat en Sciences des matériaux

Sous la direction de Soumia Addakiri.


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  • Résumé

    Ce travail est consacre a l'etude des caracteristiques statiques et dynamiques du fonctionnement de torches plasma vortex a courant continu, de puissance electrique inferieure a 100 kw. Ces torches different par la geometrie de leur cathode qui peut etre soit de type bouton a cathode chaude soit de type puits a cathode froide. Le premier chapitre presente une revue bibliographique des phenomenes physiques induits lors du fonctionnement des torches et les differents modes de caracterisations actuellement disponibles. Le second chapitre est l'etude du fonctionnement statique des torches utilisees. Les caracteristiques d'arc sont determinees pour plusieurs configurations geometriques, et des relations semi-empiriques sont systematiquement etablies. Par analyse dimensionnelle, le fonctionnement de la torche developpee est compare a celui de la torche aerospatiale de puissance electrique nominale de 2 mw. Le dernier chapitre est l'etude du fonctionnement dynamique des torches. Le banc de metrologie developpe pour mesurer les fluctuations electriques, acoustiques et lumineuses y est decrit. Deux fluctuations caracteristiques sont isolees: l'une generee par l'alimentation electrique de la torche (frequence a 300 hz), et l'autre representative du mouvement de l'arc electrique dans la tuyere de sortie de la torche. Sa frequence varie avec les parametres experimentaux et la geometrie des electrodes (de 1000 a 7000 hz). La vitesse du jet de plasma en sortie de tuyere est mesuree a partir de la propagation des fluctuations lumineuses. Ces mesures sont comparees a celles predites par la simulation numerique de l'aerothermie de la torche, effectuee avec le code de calcul melodie

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Informations

  • Détails : 156 p
  • Annexes : Bibliogr. pp 149-156

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