Mathematical modelling of the contact-arc-metal-cutting-process

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...Zum Verständnis der Vorgänge beim Kontakt-Lichtbogen-MetallSchneiden ist die Kenntnis der Zustandsgrößen der Spülströmung (Geschwindigkeitsfeld, Druckfeld, Temperaturfeld) elementare Voraussetzung. Die Spülströmung wird durch die Beladung mit Werkstückpartikeln und Gasen (Wasserdampf, dissoziiertes Wasser, Reaktionsprodukte) dominiert. Die für den Prozeß relevanten Strömungsvorgänge im Bereich des Schneidspaltes sollen mit Hilfe der rechnergestützten Fluiddynamik (CFD, Computational Fluid Dynamics) untersucht werden. mit dem erzeugten mathematischen Modell soll unter Variation der Geometrie des Schneidwerkzeugs, der Parameter der Spülströmung und den Schneidparametern (Schneidstrom/-spannung) die Schneidleistung im Sinne von Prozeßeffizienz und Prozeßsicherheit (Trennsicherheit) optimiert werden. Die Beladung der Strömung mit Gaspartikeln und Schlacke-/Metallpartikeln wird direkt in der Berechnung der Strömung berücksichtigt. Für die Beschreibung der Wiederstandserwärmung und der Prozesse am Lichtbogen sollen Modelle entwickelt werden, die als Randbedingungen der Strömung eingesetzt werden. In abschließenden Versuchen soll das erstellte mathematische Gesamtmodell verifiziert werden.