극후판 절단을 위한 초음속 노즐의 출구 형상에 따른 노즐 내 산소 유동에 관한 연구

장현수; 박종규

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자료유형: 학술저널

저자정보: 장현수 (국립창원대학교) 박종규 (국립창원대학교)

저널정보: 한국기계가공학회 한국기계가공학회지 한국기계가공학회지 제22권 제10호

발행연도: 2023.10

수록면: 80 - 85 (6page)

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This study analyzes various fluid behaviors in supersonic nozzles used in ultra-thick plate oxygen plasma cutting applications by implementing finite element analysis. In general, when cutting a thick plate the operation can be performed through various methods, such as laser, plasma, and oxygen cutting. However, in the case of ultra-thick plates, the laser cutting efficiency degrades significantly; thus, plasma and oxygen cutting methods are used instead. As the thickness of the cutting base material increases, the behavior becomes an important consideration. Previous studies determined that the cutting quality and cutting speed at a given pressure were higher when using a supersonic nozzle than those observed when using a sonic nozzle. Therefore, the cutting efficiency is analyzed depending on the supersonic nozzle shape when cutting ultra-thick plates of 100 mm or more. Five representative nozzle models were simulated, and the optimal conditions were confirmed by comparing each simulation result. In conclusion, we confirmed that a divergent section length of at least 5 mm was required to ensure an effective flow change in the supersonic nozzle; however, with a section length greater than 15 mm, the flow velocity in the pipe decreases owing to the reverse pressure gradient inside the nozzle.

#Supersonic Flow(초음속 유동) #Ultra-thick Plate Cutting(극후판 절단) #Supersonic Nozzle(초음속 노즐) #Oxygen Cutting(산소 절단)

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