Contribution a la caracterisation experimentale d'un jet de torche a plasma

par NITYALENDRA BIR SINGH

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Manitra Razafinimanana.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    La premiere partie est consacree a une presentation de la torche dont l'originalite est de pouvoir fonctionner soit avec une anode continue de type classique, soit avec une anode segmentee comprenant plusieurs modules isoles electriquement et pouvant etre connectes independamment. La deuxieme partie decrit le dispositif experimental utilise pour les analyses optiques dans des plasmas et les methodes de diagnostics. Dans la troisieme partie l'influence, a la pression atmospherique, de quelques parametres sur les distributions axiales et radiales de la temperature dans le jet de torche a courant continu est presentee. Les temperatures mesurees, a partir de raies de l'argon neutre, sont confrontees a celles donnees par des modeles numeriques. L'accord entre mesures et calcul relativement satisfaisant sur l'axe du jet ne l'est plus en ce qui concerne les evolutions radiales de la temperature dans les zones peripheriques. La quatrieme partie presente des mesures de temperature et de densite electronique pour un jet sous pression reduite. Les ecarts a l'equilibre thermodynamique local sont mis en evidence, et ce d'autant plus fortement que la pression est abaissee. Dans la cinquieme partie, il est clairement mis en evidence une forte augmentation de temperature lorsque l'arc est allonge a l'aide de la torche a anode segmentee et en fonction du mode de connexion a la source electrique. Ces mesures sont completees par des mesures permettant d'aboutir a la temperature de rotation a partir des bandes moleculaires de cn, present a l'etat de traces. Un important ecart entre la temperature d'excitation de l'argon et la temperature rotationnelle de cn est mis en evidence. La derniere partie aborde la partie la plus originale du travail. Il est en effet consacre aux instabilites de l'arc. Les resultats experimentaux sont relatifs aux fluctuations de l'intensite lumineuse emise par le jet en differents points ou aux fluctuations de la tension d'arc. Les mesures sont completees par une analyse spectrale par transformee de fourier rapide et montrent l'existence de deux modes d'instabilite. La propagation de ces instabilites est mise a profit pour evaluer la vitesse de l'ecoulement plasma par une methode de dephasage. Plusieurs conditions experimentales ont ete testees. Il a notamment, ete mis en evidence une tres forte augmentation de la vitesse axiale du plasma lorsque l'arc est allonge par les biais des differents modes de connexion de l'anode segmentee. Cette methode originale de determination de la vitesse est prometteuse et ouvre des perspectives aussi bien pour une meilleure connaissance des proprietes des arcs que pour une plus grande maitrise du fonctionnement des torches.


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Informations

  • Détails : 165 P.
  • Annexes : 112 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1998TOU30207
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