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Modeling of a 3D plasma thermal spraying and the effect of the particle injection angle

D. Khelfi1, A. Abdellah El-Hadj2 and N. Aït-Messaoudène3

1 Centre de Recherche Nucléaire de Birine, COMENA, Algérie
2 Laboratoire LMP2M, Université de Médéa, Algérie
3 Laboratoire des Applications Energétiques de l’Hydrogène, Université de Blida, Algérie

Abstract

A comparison is made between two turbulence models for an argon/hydrogen plasma discharged into air atmosphere. Three dimensional plasma jet flow is predicted with the standard k - ε model and the RNG model of turbulence. Particles behaviour has been modelled by using stochastic particles trajectories. Computations are performed with the Fluent CFD code. First, a validation is made for spray parameters of Ni and ZrO2 particles. This part of the study shows that the particle parameters are better predicted with the RNG model. Finally, we have found that the particle injection angle has an important effect on particle heating and acceleration.

Résumé

Une comparaison a été faite entre deux modèles de turbulence k - ε et RNG d’un jet de plasma d’argon/hydrogène déchargé dans l’air. Le jet de plasma d’argon déchargé dans l’air est simulé par les modèles k - ε et RNG pour une configuration 3D. Le comportement des particules a été modélisé à l’aide des trajectoires de particules solides. Les calculs sont effectués avec le code CFD Fluent. Tout d’abord, on a fait une validation pour la projection des particules de Ni et de ZrO2. Cette partie de l’étude montre que les paramètres des particules sont mieux prédits avec le modèle RNG. Enfin, nous avons constaté que l’angle d’injection des particules a un effet important sur le chauffage et l’accélération des particules.

Keywords

Plasma spraying - k - ε - RNG - Injection angle.

Modeling of a 3D plasma thermal spraying and the effect of the particle injection angle
Texte intégral

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