Radiační přenos energie v obloukovém plazmatu

Abstract

Hlavním cílem práce je studium radiačního přenosu energie v termálním plazmatu pomocí aproximační metody sférických harmonických funkcí (PN-aproximace). Práce má teoretický charakter. Pozornost je věnována především P1-aproximaci. Spektrální závislost absorpčních koeficientů byla zpracována pomocí multigroup aproximace. Byl vytvořen výpočetní program pro výpočet radiačních charakteristik v izotermickém válcovém plazmatu a ve válcovém plazmatu s daným teplotním profilem, a vypočteny radiační charakteristiky pro plazma vzduchu a směsí SF6 a PTFE. Získané výsledky umožňují zahrnout radiační ztráty energie do celkové energetické bilance plazmatu elektrického oblouku. Jsou využívány v matematických modelech elektrického oblouku, které vytváří naši spolupracovníci z Ústavu fyziky plazmatu AV ČR v Praze a také ze zahraničních pracovišť (ABB Corporate Research ve Švýcarsku a Siemens AG Corporate Technology v Německu).

The main task of this work is to investigate the radiation transfer in thermal plasmas using the approximate method of spherical harmonic functions (PN-approximation). The thesis is of theoretical nature. Main attention was given to the most popular P1-approximation. Spectral dependence of absorption coefficients was handled by means of multigroup approximation. The computational code for calculation of radiation characteristics in isothermal plasma cylinder and in plasma cylinder with given temperature profile was prepared. Radiation characteristics of air plasma and plasma mixture of SF6 and PTFE were calculated. Obtained results account for data for including radiation losses into the total energy balance of arc plasma. They are used in mathematical models of electric arcs created by our collaborators from Institute of Plasma Physics Academy of Science in Prague and from abroad (ABB Corporate Research, Switzerland and Siemens AG Corporate Technology, Germany).