Die effek van die skermgas-samestelling in ’n induktiefgekoppelde plasma: ʼn Eindige-elementanalise

  • N J M Grobler Universiteit van Pretoria
  • Hertzog Bissett Suid-Afrikaanse Kernenergiekorporasie
  • Gerard J Puts Universiteit van Pretoria
  • Philippus L Crouse Universiteit van Pretoria
Keywords: eindige-elementanalise, induktiefgekoppelde plasma, skermgas

Abstract

Die skermgas speel ’n belangrike rol in die termiese beskerming van die reaktorwand in ’n induktiefgekoppelde plasmareaktor (IGP). Waterstof ioniseer moeiliker as argon. Waterstof word dus in klein hoeveelhede in die skermgas gebruik waar argon die hoof-plasmagas is om plasmavorming in die omgewing van die wand te verhoed. Die hoë vloeisnelheid van die skermgas verminder ook die tyd vir hitte-oordrag na die wand. Daar is verskeie numeriese modelle van IGP-sisteme in die literatuur; nie een neem die effek van die skermgassamestelling in ag nie. Die hoeveelheid waterstof in die skermgas en sy hoër ionisasiepotensiaal kan groot newe-effekte op die plasmagedrag hê. ’n Oormaat waterstof in die skermgas is ook ’n vermorsing . Beide faktore het ’n invloed op die ekonomie van die plasmaproses. Hierdie navorsing wys dat meer as 2 % H2 in die skermgas benodig word om plasmavorming teen die wand te voorkom. ’n Lokale minimum in stralingsverliese dui daarop dat die optimale skermgassamestelling vir hierdie sisteem 3 % H2 in die argonskermgas is. Die kommersiële eindige-elementgebaseerde sagtewarepakket COMSOL Multiphysics is vir hierdie werk gebruik. 

Author Biographies

N J M Grobler, Universiteit van Pretoria

Departement Chemiese Ingenieurswese, Universiteit van Pretoria, Suid-Afrika

Hertzog Bissett, Suid-Afrikaanse Kernenergiekorporasie

Afdeling Toegepaste Chemie, Suid-Afrikaanse Kernenergiekorporasie, Suid-Afrika

Gerard J Puts, Universiteit van Pretoria

Departement Chemiese Ingenieurswese, Universiteit van Pretoria, Suid-Afrika

Philippus L Crouse, Universiteit van Pretoria

Departement Chemiese Ingenieurswese, Universiteit van Pretoria, Suid-Afrika

Published
2020-11-11
Section
Articles