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激光能量对激光诱导Cu等离子体特征辐射强度、电子温度的影响 被引量:16
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作者 李澜 陈冠英 +2 位作者 张树东 董晨钟 苏茂根 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期343-346,350,共5页
利用Nd :YAG激光 (波长 10 6 4nm ,脉宽 10ns)烧蚀金属Cu靶获得等离子体。改变激光脉冲能量 ,观测到Cu的原子谱线和离子谱线随激光脉冲能量有不同的变化关系 ,但都在 330mJ/ pulse时 ,谱线强度达到最大 ,随后在 330mJ~ 370mJ/pulse间... 利用Nd :YAG激光 (波长 10 6 4nm ,脉宽 10ns)烧蚀金属Cu靶获得等离子体。改变激光脉冲能量 ,观测到Cu的原子谱线和离子谱线随激光脉冲能量有不同的变化关系 ,但都在 330mJ/ pulse时 ,谱线强度达到最大 ,随后在 330mJ~ 370mJ/pulse间出现一小平台 ,能量继续增加 ,各谱线强度减小。同时 ,使用烧蚀Cu靶产生的五条原子谱线 (4 6 5 .11nm ,5 10 .5 5nm ,5 15 .32nm ,5 2 1.82nm ,5 2 9.2 5nm)的相对强度 ,在局部热力学平衡近似下 ,利用Boltzmann图的最小二乘法拟合 ,测定了不同激光能量下Cu等离子体的电子温度。随激光能量的增加 ,电子温度近似单调地从 1.0 2× 10 4K上升到 1.4 6× 10 4K后 ,反而有所下降。 展开更多
关键词 激光诱导等离子体 Cu等离子体 局部热力学平衡 电子温度
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高温氮气电弧等离子体物性参数的计算分析 被引量:10
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作者 王伟宗 荣命哲 +3 位作者 Anthony B.Murphy 吴翊 苏海博 杨飞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2777-2784,共8页
等离子体的宏观特性与其内部的微观过程紧密联系在一起。研究电弧等离子体不同粒子组分构成以及对组分有强烈依赖关系的热力学参数、输运参数,将为深入了解电弧等离子体的形成机理奠定微观理论基础,并为利用磁流体动力学(MHD)仿真研... 等离子体的宏观特性与其内部的微观过程紧密联系在一起。研究电弧等离子体不同粒子组分构成以及对组分有强烈依赖关系的热力学参数、输运参数,将为深入了解电弧等离子体的形成机理奠定微观理论基础,并为利用磁流体动力学(MHD)仿真研究电弧特性提供前提条件。假定氮气电弧等离子体处于局部热力学平衡态(LTE),介绍了求解电弧等离子体物性参数的基本原理,采用最新的配分函数计算方法和碰撞积分参数,给出了不同气压条件下(0.01、0.1、0.3、0.5和1 MPa)、不同温度范围内(300-40 000 K)氮气电弧等离子体热力学参数与输运参数的最新计算结果,并与以往文献中的部分结果进行了对比与分析。结果表明,氮气电弧等离子体热力学参数与输运参数的计算结果与文献中较近的计算结果十分接近;微小差别的产生,主要来源于配分函数和碰撞积分的差异。 展开更多
关键词 氮气 电弧等离子体 局部热力学平衡态(LTE) 配分函数 热力学属性 输运属性
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激光烧蚀Cu靶产生等离子体紫外段发射光谱的研究 被引量:6
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作者 吴立志 沈瑞琪 +2 位作者 徐姣 叶迎华 胡艳 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期117-122,共6页
利用波长532nm,脉宽15ns的Nd:YAG激光作用于Cu靶上,研究了产生等离子体的紫外段(180nm~300nm)发射光谱.在局部热力学平衡条件下,采用Boltzmann图表法估算了等离子体的电子温度,得到了电子温度随时间和空间的变化,以及电子温度随激光能... 利用波长532nm,脉宽15ns的Nd:YAG激光作用于Cu靶上,研究了产生等离子体的紫外段(180nm~300nm)发射光谱.在局部热力学平衡条件下,采用Boltzmann图表法估算了等离子体的电子温度,得到了电子温度随时间和空间的变化,以及电子温度随激光能量密度的变化.结果显示,随着激光能量的变化,电子温度有一个极大值.随着时间的发展,电子温度先减小,而后增大,接着缓慢减小.随着距靶面距离的增加,电子温度呈下降趋势. 展开更多
关键词 激光烧蚀 Cu等离子体 局部热力学平衡 电子温度
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激光干涉法在空气间隙放电参数测量中的应用 被引量:4
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作者 周旋 曾嵘 +1 位作者 庄池杰 陈赦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期2073-2078,共6页
空气间隙放电现象物理过程复杂,利用先进手段对其关键参数进行测量具有重要意义。搭建了一套基于激光干涉原理的Mach-Zehnder干涉仪放电参数测量系统,利用干涉条纹图像可推算测试区域的折射率分布,进而可得到温度、粒子密度等热物理参... 空气间隙放电现象物理过程复杂,利用先进手段对其关键参数进行测量具有重要意义。搭建了一套基于激光干涉原理的Mach-Zehnder干涉仪放电参数测量系统,利用干涉条纹图像可推算测试区域的折射率分布,进而可得到温度、粒子密度等热物理参数。以空气电弧为主要研究对象,对尖–板电极交流电弧(约0.1 A)和电焊机直流电弧(30 A)进行诊断实验,建立局部热力学平衡模型,得到其温度和电子密度等参数的径向分布,前者的弧心温度约为3 000~6 000 K,后者的弧心温度约为12 000 K。另外,还初步得到了空气间隙放电通道的干涉条纹图像。实验结果验证了激光干涉法在空气放电参数测量研究中的可行性,为该方法在长空气间隙放电研究中的应用奠定了基础。 展开更多
关键词 激光干涉法 MACH-ZEHNDER干涉仪 空气电弧 局部热力学平衡模型 电弧温度 长空气间隙放电
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闪电通道温度测量方法 被引量:2
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作者 李祥超 周中山 +1 位作者 陈则煌 陈璞阳 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1544-1549,共6页
针对自然界闪电通道温度特性研究的诸多局限性,通过将原子光谱理论与局部热力学平衡(LTE)模型应用于闪电光谱的研究,采用雷电冲击平台(ICGS)模拟闪电通道放电,对模拟闪电通道中红外波段光谱(930nm)与可见光波段光谱(648.2nm... 针对自然界闪电通道温度特性研究的诸多局限性,通过将原子光谱理论与局部热力学平衡(LTE)模型应用于闪电光谱的研究,采用雷电冲击平台(ICGS)模拟闪电通道放电,对模拟闪电通道中红外波段光谱(930nm)与可见光波段光谱(648.2nm)的光谱能量进行计算分析。分析结果为:当模拟闪电通道电流为5~50kA时,红外波段与可见光波段谱线的发光强度峰值与闪电通道电流呈正相关;闪电通道温度在6140.8~10424K范围内变化,闪电通道内电流与其内温度具有较好的指数函数关系,且此函数与自然界中闪电通道电流和闪电通道温度关系具有较好的一致性。 展开更多
关键词 闪电光谱 通道温度 原子光谱 局部热力学平衡模型 闪电电流 雷电冲击平台
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高频感应等离子体风洞的光谱诊断 被引量:4
6
作者 张秀杰 林烈 吴彬 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2001年第1期123-127,共5页
建立高频感应等离子体风洞在国内是近几年的事情 ,因此对风洞内等离子体参数的诊断也刚刚开始。本文论述了利用氩光谱的相对强度法测量高频感应风洞的等离子体温度及其分布的原理和装置 ,并给出了实验结果。
关键词 等离子体风洞 等离子体光谱诊断 局部热力学平衡 高频感应
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基于光谱诊断的VPPA-MIG复合电弧耦合机理分析 被引量:2
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作者 韩蛟 韩永全 +1 位作者 洪海涛 孙振邦 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期104-109,I0008,I0009,共8页
铝合金变极性等离子弧(variable polarity plasma arc,VPPA)-MIG复合焊中,VPPA焊接电流为130 A,MIG焊接电流200 A时,MIG电弧等离子体在电流基值期间偏向正极性(钨极接负)阶段的VPPA等离子体并与之相连,并未与反极性阶段(钨极接正)的VPP... 铝合金变极性等离子弧(variable polarity plasma arc,VPPA)-MIG复合焊中,VPPA焊接电流为130 A,MIG焊接电流200 A时,MIG电弧等离子体在电流基值期间偏向正极性(钨极接负)阶段的VPPA等离子体并与之相连,并未与反极性阶段(钨极接正)的VPPA等离子体产生连接,且基值阶段的MIG电弧电压在VPPA正极性时更低.为了阐明上述行为机理,对复合电弧进行了光谱诊断.基于Boltzmann图解法和Stark展宽法计算了VPPA-MIG复合电弧位于试板上方2.5 mm处,VPPA区,耦合区及MIG区中心位置的平均温度和电子密度,证明了上述位置等离子体的平均状态处于局部热力学平衡状态.基于发射系数与等离子体温度的关系,利用Ar794.8 nm窄带滤波结合高速摄像的方法,发现VPPA在反极性期间的高温区面积大于其在正极性期间的高温区面积.而且VPPA中的Al 396.1 nm谱线在反极性期间,辐射强度更高,范围更广.由此证明了复合焊中基值阶段的MIG电弧电压的降低,主要来自于阴极压降而非弧柱压降. 展开更多
关键词 VPPA-MIG复合焊接 光谱诊断 局部热力学平衡状态 电弧耦合机理
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PS-PVD等离子射流特性的光谱诊断研究进展 被引量:5
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作者 张岩 邓畅光 +2 位作者 毛杰 邓子谦 罗志伟 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期55-68,共14页
等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)作为一种新型喷涂技术融合了气相沉积与喷涂工艺两者的优点,其射流特性决定了涂层的结构与性能。光学发射光谱法(OES)作为一种等离子射流特性诊断技术,能实现射流特性原位检测,是判断射流内气化现象的... 等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)作为一种新型喷涂技术融合了气相沉积与喷涂工艺两者的优点,其射流特性决定了涂层的结构与性能。光学发射光谱法(OES)作为一种等离子射流特性诊断技术,能实现射流特性原位检测,是判断射流内气化现象的有力手段。文中介绍了粉末送入前后及射流接触基体后射流特性的变化,展示了局部热力学平衡(LTE)假设及展宽理论下射流中各粒子状态的计算,探索了射流不同区域的传质传热等活动。Ar/He具有最高的温度,Ar具有高焓值对粉末的加热起主要作用,He凝聚射流能量对粉末的加热气化起关键作用,H2会扩展射流宽度降低射流温度易形成带有致密层的柱状结构。结合射流数值模拟和射流光谱图可知,喷枪内复杂的热交互作用是粉末加热的主要原因,喷嘴处膨胀/压缩区发生热能与动能的交替转换,而射流中后段由于低压与高温继续发生气化现象,达到峰值后射流处于冷凝降温阶段,部分气相原子凝聚成团簇状粒子。文中还总结了功率、电流和送粉率等对等离子射流特性的影响等。 展开更多
关键词 等离子喷涂-物理气相沉积 等离子射流特性 光学发射光谱 热障涂层 局部热力学平衡
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长间隙正极性先导放电通道电场计算方法 被引量:3
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作者 黄煜彬 陈维江 +4 位作者 贺恒鑫 程晨 张宛霞 吴雨桐 车俊儒 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第22期8977-8986,共10页
正极性长空气间隙先导放电是特高压交、直流输电工程外绝缘设计以及雷电放电物理研究关注的重点。而其中连续先导通道电场特性十分关键,现有正先导通道电场工程计算方法均基于局部热力学平衡假设,不能准确计算先导通道等离子体特性。为... 正极性长空气间隙先导放电是特高压交、直流输电工程外绝缘设计以及雷电放电物理研究关注的重点。而其中连续先导通道电场特性十分关键,现有正先导通道电场工程计算方法均基于局部热力学平衡假设,不能准确计算先导通道等离子体特性。为此,该文构建连续正先导通道电离过程计算方法,结合3.0m棒–板间隙正先导通道电流数据进行仿真计算,获取先导通道半径膨胀过程。相比Gallimberti提出的经典模型,该文模型计算得到的半径扩张过程与实验测量结果更加接近。通过开展大量仿真研究,获取先导通道内约化电场与气体温度的关系,并通过添加振动–平动动能弛豫过程配分系数以及热传导损耗项修正了能量守恒方程。由此建立适用于工程计算的先导通道电场计算模型,并与经典模型进行对比。结果表明,在操作冲击与雷电冲击电压下,该文模型计算的先导通道电场值与实验结果更为接近,显著大于经典模型结果。在工程上继续沿用经典模型,将使预测的间隙50%击穿电压偏低。所作工作对于完善长空气间隙放电击穿过程和雷电上行先导过程仿真模型具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 先导放电 电场 局部热力学平衡 气体温度 计算模型
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The effects of doubly excited states on ionization balance
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作者 PANG Jin-qiao WU Ze-qing YAN Jun 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第B04期37-40,共4页
关键词 局部热力学平衡 电离平衡 NLTE 碰撞辐射模型
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X-ray calculations for a NLTE Ar plasma
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作者 WUZe-qing PANGJin-qiao HANGuo-xing 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第B04期48-50,共3页
A model is developed to calculate emission spectrum of non-local thermodynamic equilibrium(NLTE) plasmas. The Collisional-Radiative model is adopted for non-LTE population calculations. Configuration-averaged rate coe... A model is developed to calculate emission spectrum of non-local thermodynamic equilibrium(NLTE) plasmas. The Collisional-Radiative model is adopted for non-LTE population calculations. Configuration-averaged rate coefficients that needed in the rate equations are obtained based on the first order perturbation theory. The Hatree-Fock-Slater self-consistent-field method is used to calculate electron wave functions. The present model is applied to the calculation of emissivity from a Ar plasma. The features of the spectra are in good agreement with those calculated by other theoretical models, but the data of the integrated emissivity differ by a factor 2~8. 展开更多
关键词 局部热力学平衡 氩等离子体 X射线计算 发射光谱
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操作参数对烧结镁砂煅烧竖炉传热过程的影响 被引量:1
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作者 刘佳伟 张晓虎 +2 位作者 赵亮 徐天骄 董辉 《烧结球团》 北大核心 2021年第2期44-49,共6页
本文以年产量为5万t的烧结镁砂煅烧竖炉为研究对象,基于局部非热力学平衡理论,运用多孔介质模型,构建烧结竖炉三维稳态气固传热数值模拟模型,对床层黏性阻力系数和惯性阻力系数进行修正,并将菱镁矿下移速度嵌入到气固传热模型中,以完成... 本文以年产量为5万t的烧结镁砂煅烧竖炉为研究对象,基于局部非热力学平衡理论,运用多孔介质模型,构建烧结竖炉三维稳态气固传热数值模拟模型,对床层黏性阻力系数和惯性阻力系数进行修正,并将菱镁矿下移速度嵌入到气固传热模型中,以完成烧结竖炉模型的构建;以煅烧时间和煅烧温度作为评判指标,探究竖炉操作参数对气固传热过程的影响。结果表明:随着煅烧风和冷却风流量的增加,煅烧时间和温度会分别随之增加和减小,且与气体流量呈非线性关系,煅烧时间变化率随着气体流量的增加逐渐增大;对于当量直径为26 mm的球团,在煅烧时间为4~5 h,煅烧温度≥1250℃的理想煅烧条件下,煅烧风流量为2069.9~2957.0 m^(3)/h,冷却风流量为2077.2~3000.4 m^(3)/h是竖炉较适宜的操作参数。 展开更多
关键词 烧结镁砂竖炉 操作参数 传热 数值模拟 局部热力学平衡
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