출구노즐을 가진 역극성 공동형 플라즈마 토치에서 생성된 열플라즈마 제트에 대한 엔탈피 탐침 진단 연구 = Enthalpy Probe Diagnostics of Thermal Plasma Jets Generated by a Reverse-Polarity Hollow Electrode Plasma Torch with an Exit Nozzle

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 출구노즐을 가진 역극성 공동형 플라즈마 토치의 운전 성능과, 생성된 플라즈마 제트의 특성을 분석하였다. 이를 위해 플라즈마 제트의 엔탈피, 온도 및 속도를 측정할 수 있는 엔탈피 탐침 시스템을 설계 및 제작하였다.
제작된 엔탈피 탐침은 플라즈마 가스 샘플링을 위한 직경 1.0 mm의 스테인리스강 관과 탐침을 고온 환경으로부터 보호하기 위한 냉각수 공급라인으로 구성되었다. 플라즈마 제트의 엔탈피는 냉각수의 온도 상승량과 샘플링된 가스의 질량 유량을 기반으로 계산하였고, 이를 통해 플라즈마 제트의 온도 및 속도 분포를 분석하였다.
실험 결과, 본 플라즈마 토치는 저유량-저전류 조건에서 고전압 및 높은 열효율 특성을 나타내었고, 엔탈피 탐침을 진단을 통해 생성된 플라즈마 제트가 저유량-고엔탈피 특성을 갖는 것으로 확인되었다.
이러한 결과로부터, 제안된 출구노즐을 가진 역극성 공동형 플라즈마 토치는 장수명과 고엔탈피 특성이 요구되는 다양한 열플라즈마 응용 분야에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

목차 (Table of Contents)

• 표 목 차 ⅱ
• 그 림 목 차 ⅲ
• 요 약 문 Ⅵ
• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 역극성 공동형 플라즈마 토치 2
• 1.2 출구노즐을 가진 역극성 공동형 플라즈마 토치 3
• 제 2 장 실험장치의 구성 및 실험조건 6
• 2.1 플라즈마 토치 운전 특성 진단 시스템 6
• 2.2 엔탈피 탐침을 이용한 플라즈마 제트 진단 시스템 9
• 제 3 장 실험 결과 및 고찰 15
• 3.1 극성에 따른 플라즈마 토치의 운전 특성 15
• 3.2 엔탈피 탐침을 이용한 열플라즈마 제트의 진단 결과 17
• 제 4 장 결 론 22
• 참 고 문 헌 24
• 부 록 26
• 초 록 27
• 감 사 의 글 28