О выборе параметров высокочастотного индукционного плазмотрона и дисперсного потока испаряемых кварцевых частиц

В рамках модели двухфазной бесстолкновительной монодисперсной смеси выполнено численное моделирование процессов нагрева и испарения кварцевых частиц в потоке аргоновой плазмы высокочастотного индукционного плазмотрона. Определены условия осуществления режимов течения с фронтальным вихрем кольцевого типа с полным и частичным проникновением частиц в высокотемпературную зону разряда. Установлены зависимости степени испарения и удельных энергетических затрат на испарение от основных рабочих параметров процесса переработки частиц в первую очередь массового расхода кварцевых частиц, мощности плазмотрона, а также размера и угла ввода частиц в плазменный поток. Даны рекомендации по выбору оптимальных режимных параметров плазмотрона и параметров потока перерабатываемых частиц кварца. Показано, что высокочастотный индукционный плазмотрон мощностью около 5 kW обеспечивает полное испарение потоков кварцевых частиц с размерами до 50 – 70 $\mu$m с расходом до (8 – 10) $\cdot$ 10$^{-5}$ kg/s при удельных энергетических затратах на уровне 50 MJ/kg.