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不同工作气体下直流电弧等离子体特性的数值模拟研究
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作者 谢文军 陈文波 +2 位作者 陈伦江 杨斌 阳璞琼 《真空科学与技术学报》 北大核心 2025年第4期272-277,共6页
数值模拟由于低成本的特点成为研究等离子直流电弧内部射流特性的有效工具。文章通过数值模拟的方法研究了等离子发生器在不同气体工况下电弧的射流特性。研究显示层流等离子内部的温度分布以及速度分布与工作气体物性参数有着极大的关... 数值模拟由于低成本的特点成为研究等离子直流电弧内部射流特性的有效工具。文章通过数值模拟的方法研究了等离子发生器在不同气体工况下电弧的射流特性。研究显示层流等离子内部的温度分布以及速度分布与工作气体物性参数有着极大的关系,在电流为75 A,工作气体流量为3 g/s的条件下弧室内氩气的温度最高,氢气的温度最低;而在阳极以外的大部分区域氧气的温度最大、氮气次之、然后是氩气,氮气和氢气在阳极以外区域出现电弧未充分形成现象;几种的气体温度分布在弧室内均呈现U型分布,轴线上速度都是在弧室内增加,弧室外减小。文章从气体物性参数的角度分析了直流电弧等离子体的射流特性,为直流电弧等离子体发生器的研究以及在不同场景下的实际应用提供了极其重要的指导作用。 展开更多
关键词 直流电弧等离子体 数值模拟 射流特性 层流模型
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小孔型层流电弧等离子体焊接温度场数值模拟 被引量:4
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作者 袁洁 朱华 姚进 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第5期133-136,共4页
根据层流电弧等离子体射流的特性及小孔焊接的特点,建立了一种新型焊接热源模型,它利用衰减函数表征热流密度在工件厚度方向上的变化;针对焊接时焊缝处复杂的温度变化,采用非均匀网格对单元进行划分,在考虑材料热物理性参数随温度变化... 根据层流电弧等离子体射流的特性及小孔焊接的特点,建立了一种新型焊接热源模型,它利用衰减函数表征热流密度在工件厚度方向上的变化;针对焊接时焊缝处复杂的温度变化,采用非均匀网格对单元进行划分,在考虑材料热物理性参数随温度变化及相变潜热的情况下,对焊接过程进行了数值分析,并对小孔型层流电弧等离子体焊接工艺进行了探索研究。结果表明,控制焊接功率可以实现对小孔熔池最高温度的控制;而焊接速度对小孔熔池的形成有着决定性作用。 展开更多
关键词 小孔焊接 层流电弧等离子体射流 热源模型 温度场 数值模拟
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特征信号图像测速法在超声速多组分等离子体射流中的应用
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作者 张奇志 张晖 +4 位作者 曹进文 黄河激 孟显 李腾 耿金越 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2436-2447,共12页
高速稀薄等离子体流场在航空航天领域有重要的应用.等离子体射流不同于常规的气体或液体的流动,其内部的电离状态、丰富的反应活性、多样的特征尺度、热平衡与非平衡共存等特点导致传统测速方法难以应用.特征信号图像测速法(SSIV)通过... 高速稀薄等离子体流场在航空航天领域有重要的应用.等离子体射流不同于常规的气体或液体的流动,其内部的电离状态、丰富的反应活性、多样的特征尺度、热平衡与非平衡共存等特点导致传统测速方法难以应用.特征信号图像测速法(SSIV)通过将羽流光强波动作为示踪信号来测量流体速度,从而拥有更好的流体跟随性和测量精度.利用低气压(约为100 Pa)直流电弧等离子体实验平台,文章基于特征信号图像测速方法,通过跟踪发生器输入功率周期变化引起的光强波动来测量纯氩以及氩-氦多组分两种工况下的羽流轴向平均速度分布.将中心波长为696.5 nm的窄带滤光片安装到光学镜头上,进一步获取两种工况下氩原子(ArI)单一谱线所对应的射流速度.结果分析表明,相同工况(电功率、气体质量流量及背景气压)下,氩-氦多组分等离子体的射流平均速度显著高于纯氩等离子体射流的平均速度.并且在氩-氦多组分等离子体的射流中,基于整体光强波动得到的射流速度要明显高于基于Ar I特征谱线获得的速度,表明SSIV方法不仅能够测量可压缩等离子体射流的平均速度,还具有分辨不同组分速度场的能力.研究结果展示了特征信号图像测速方法在复杂流场测量中的适用性和优势. 展开更多
关键词 特征信号 等离子体射流 轴向速度 直流电弧 氩氦多组分气体
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直流纯氮层流等离子体射流特性的实验研究 被引量:8
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作者 向勇 余德平 +1 位作者 曹修全 姚进 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期162-166,共5页
采用自行研制的直流非转移型等离子体发生器,对其产生的层流等离子体射流特性进行了实验研究。实验结果表明:该等离子体发生器在以纯氮气为工作气体时,呈现出高电压低电流的等离子体射流特性,该特性有助于提高等离子体发生器的电极寿命... 采用自行研制的直流非转移型等离子体发生器,对其产生的层流等离子体射流特性进行了实验研究。实验结果表明:该等离子体发生器在以纯氮气为工作气体时,呈现出高电压低电流的等离子体射流特性,该特性有助于提高等离子体发生器的电极寿命;在弧电流和工作气流量由小向大变化过程中,等离子体射流长度均呈现出先由短变长、再由长变短的变化规律;在等离子体射流长度由长变短的过程中,射流的形貌从相对集中、轴对称和稳定的状态向分散、非轴对称和不稳定的状态变化,即等离子体射流由层流形态向湍流形态转变,并且在此过程中射流产生的噪音逐渐增强。 展开更多
关键词 等离子体发生器 层流等离子体 伏安特性 射流长度 射流形貌
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层流氩等离子体射流温度的测量 被引量:5
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作者 孟显 李腾 +2 位作者 潘文霞 陈熙 吴承康 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期783-786,共4页
采用给水冷管状静电探针施加负偏置电压、并使探针以一定速度垂直于射流轴线扫过层流氩等离子体射流的方法,测量探针所收集到的累积离子饱和电流随侧向位置的变化,利用Abel变换推导出了局部离子饱和电流密度沿射流径向的分布;采用自制... 采用给水冷管状静电探针施加负偏置电压、并使探针以一定速度垂直于射流轴线扫过层流氩等离子体射流的方法,测量探针所收集到的累积离子饱和电流随侧向位置的变化,利用Abel变换推导出了局部离子饱和电流密度沿射流径向的分布;采用自制的水冷动压探针,以动态扫描法测量了射流动压沿射流径向的分布;根据局部离子饱和电流密度和射流动压的测量数据,由理论关系式推导出了等离子体射流横截面上的温度分布,同时,采用谱线相对强度法测量了等离子体射流的激发温度。结果表明:两种方法得到的等离子体射流中心温度吻合较好,所得到的射流中心温度随弧电流加大而增大的变化趋势也一致。 展开更多
关键词 温度测量 层流等离子体射流 离子饱和电流 动压 光谱法
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电弧等离子体射流核脉动的实验研究 被引量:7
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作者 赵文华 刘笛 田阔 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期556-558,共3页
电弧等离子体射流中的湍流是等离子体射流的典型物理现象之一 ,而以往的研究认为射流存在一个处于稳定状态的核心区域 ,也有人认为这个状态是层流的。本文采用电弧等离子体光谱诊断及数字高速摄影的方法对常压电弧等离子体射流核进行了... 电弧等离子体射流中的湍流是等离子体射流的典型物理现象之一 ,而以往的研究认为射流存在一个处于稳定状态的核心区域 ,也有人认为这个状态是层流的。本文采用电弧等离子体光谱诊断及数字高速摄影的方法对常压电弧等离子体射流核进行了研究 ,采用了傅里叶变换的方法分析弧电压和射流光谱强度信号 ,发现电源的交流分量和阳极弧点运动对整个射流核的脉动特性都有体现 ,射流并不存在一个处于稳定状态的核心区域 ,相反谱线强度脉动图中可以看到 ,射流核的脉动是由电弧电压脉动造成的 。 展开更多
关键词 脉动现象 等离子体湍流 光谱诊断 电弧等离子体喷涂 电弧等离子体射流 核脉动 实验研究
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直流电弧等离子体点火器射流特性研究 被引量:4
7
作者 兰宇丹 何立明 +2 位作者 杜宏亮 王峰 陈鑫 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期216-222,共7页
采用光谱仪测量了等离子体点火器出口射流的发射光谱,利用玻尔兹曼曲线斜率法计算了射流的电子温度,并通过电离平衡方程计算了射流气体温度,获得点火器出口射流长度、射流速度、电子温度和射流温度随弧电流及进口氩气流量的变化规律。... 采用光谱仪测量了等离子体点火器出口射流的发射光谱,利用玻尔兹曼曲线斜率法计算了射流的电子温度,并通过电离平衡方程计算了射流气体温度,获得点火器出口射流长度、射流速度、电子温度和射流温度随弧电流及进口氩气流量的变化规律。并分析了航空等离子体电弧射流中是否可使用电子温度来代替射流气体温度。实验表明:弧电流随着进口氩气流量的增大而减小;出口射流长度和速度随弧电流的增大而增大,随进口氩气流量的增大先增大后减小;出口电子温度、电子密度和射流温度随弧电流的增大而升高,随氩气流量的增大而降低。 展开更多
关键词 电弧 等离子体 电子温度 电子密度 射流
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电弧等离子体射流核脉动及射流卷吸的实验研究 被引量:2
8
作者 赵文华 刘笛 田阔 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-5,共5页
湍流是电弧等离子体射流中典型的物理现象之一。以往的研究认为 ,射流存在一个处于层流状态的核心区域。采用电弧等离子体光谱诊断及数字高速摄影的方法对常压电弧等离子体射流核进行了研究 ,采用傅里叶变换的方法分析了弧电压和射流光... 湍流是电弧等离子体射流中典型的物理现象之一。以往的研究认为 ,射流存在一个处于层流状态的核心区域。采用电弧等离子体光谱诊断及数字高速摄影的方法对常压电弧等离子体射流核进行了研究 ,采用傅里叶变换的方法分析了弧电压和射流光谱强度信号。结果发现 ,电源的交流分量和阳极弧点运动在整个射流核的脉动特性中都有体现 ,射流并不存在一个处于稳定状态的核心区域。相反 ,从谱线强度脉动图中可以看到 ,射流核的脉动是由电弧电压脉动造成的 ,这可能是射流核脉动的最主要原因。采用多元素谱线强度法研究了射流对空气的卷吸作用 。 展开更多
关键词 脉动现象 湍流 光谱诊断 卷吸 射流 电弧等离子体 实验研究 等离子体喷涂
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非转移弧层流等离子体射流熔凝铸铁表面耐磨性的研究 被引量:1
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作者 费群星 潘文霞 马维 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2004年第10期6-8,共3页
对在大气压条件下用非转移弧层流等离子体射流熔凝强化处理的W-Mo-Cu铸铁表面,采用光学显微镜、显微硬度计、磨损试验机、扫描电镜等,观察和测试了熔凝试样的表面层组织、硬度、耐磨性和磨损形貌。结果表明,熔凝后铸铁表面为初晶渗碳体... 对在大气压条件下用非转移弧层流等离子体射流熔凝强化处理的W-Mo-Cu铸铁表面,采用光学显微镜、显微硬度计、磨损试验机、扫描电镜等,观察和测试了熔凝试样的表面层组织、硬度、耐磨性和磨损形貌。结果表明,熔凝后铸铁表面为初晶渗碳体和莱氏体组成的过共晶组织,硬度和耐磨性有了明显的提高。 展开更多
关键词 层流等离子体射流 铸铁 熔凝 耐磨性 光学显微镜 显微硬度计 磨损试验机 扫描电镜
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电弧等离子体射流光谱学诊断系统及软件包 被引量:2
10
作者 岳斌 韩隆恒 杨富荣 《气动实验与测量控制》 CSCD 1995年第1期79-82,共4页
本文描述了电弧等离子体射流光谱信号自动化CCD测量系统,介绍了自行研制的诊断软件包的功能。我们采用的CCD测量系统,数据采集和处理由PC机实施,其测量速度达到毫秒级,、波长分辨率为0.01nm,一次测量光谱范围为22... 本文描述了电弧等离子体射流光谱信号自动化CCD测量系统,介绍了自行研制的诊断软件包的功能。我们采用的CCD测量系统,数据采集和处理由PC机实施,其测量速度达到毫秒级,、波长分辨率为0.01nm,一次测量光谱范围为22.0nm。利用该系统对纯氩和氩、氮混合电弧等离子体射流进行了测量,获得了射流的原子和分子光谱谱图。 展开更多
关键词 电弧等离子体 射流 光谱测量 实验空气动力学
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直流电弧等离子体射流法沉积金刚石薄膜
11
作者 白亦真 吕宪义 +1 位作者 金曾孙 邹广田 《人工晶体学报》 CSCD 1991年第3期344-344,共1页
采用直流电弧等离子体射流法,在硬质合金、单晶硅等衬底上,制备出了多晶金刚石薄膜,沉积速率约为20μm/h,是一般低压沉积法的几十倍,成膜范围φ10mm。自行设计的沉积装置有三支气路,对各气路进不同气体的几种情况进行了实验研究,结果表... 采用直流电弧等离子体射流法,在硬质合金、单晶硅等衬底上,制备出了多晶金刚石薄膜,沉积速率约为20μm/h,是一般低压沉积法的几十倍,成膜范围φ10mm。自行设计的沉积装置有三支气路,对各气路进不同气体的几种情况进行了实验研究,结果表明,各种气体不同的进气途径对于成膜质量、沉积速率及工作的稳定性影响很大。 展开更多
关键词 直流电弧等离子体射流
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大气压低温等离子体射流器件层流特性的模拟研究 被引量:7
12
作者 占建英 杨兰兰 +1 位作者 屠彦 俞永波 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期724-730,共7页
为分析大气压低温等离子体射流的特性,本文建立射流器件二维轴对称模型,利用Comsol软件对层流状态下等离子体射流的连续性方程、N-S方程和对流扩散方程进行耦合求解,分析了不同气体流速、喷口直径及工作气体条件下,喷射气流在空气中的轴... 为分析大气压低温等离子体射流的特性,本文建立射流器件二维轴对称模型,利用Comsol软件对层流状态下等离子体射流的连续性方程、N-S方程和对流扩散方程进行耦合求解,分析了不同气体流速、喷口直径及工作气体条件下,喷射气流在空气中的轴向(z)和径向(r)摩尔分数分布,并研究了流速、喷口直径和工作气体对射流特性的影响。模拟结果表明,在层流状态下,可以用He与空气混合的摩尔分数为0.99时的轴向传播长度去估测射流传播的长度,该长度与入射气体流速、喷口直径的平方呈线性关系,即与气体体积流量呈正比,模拟结果与文献中实验结果一致;相同条件下,He、Ne、Ar三种工作气体在轴向上的摩尔分数分布依次增大,它们与空气混合的摩尔分数为0.99时的轴向传播长度依次增加,可推测同等条件下Ar气的射流长度最长。 展开更多
关键词 低温等离子体射流 层流模型 轴向摩尔分数 径向摩尔分数 射流长度
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氮氩直流电弧等离子体射流特性实验研究 被引量:4
13
作者 赵明波 曹修全 +3 位作者 郭文钰 徐浩铭 马耀明 林长海 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期2206-2215,共10页
基于自主研发的等离子体射流性能监测系统,文中通过实验研究了氮氩直流电弧等离子体射流特性:利用基于LabVIEW虚拟仪器技术的监测系统研究了不同氮氩混合比例下直流电弧等离子体射流的弧压、热效率及热焓值特性;利用CCD图像采集与MATLA... 基于自主研发的等离子体射流性能监测系统,文中通过实验研究了氮氩直流电弧等离子体射流特性:利用基于LabVIEW虚拟仪器技术的监测系统研究了不同氮氩混合比例下直流电弧等离子体射流的弧压、热效率及热焓值特性;利用CCD图像采集与MATLAB图像处理融合技术研究了不同氮氩混合比例下直流电弧等离子体射流长度特性;提出通过钨棒熔断时间表征等离子体射流相对温度的方法,并研究了不同氮氩混合比例下直流电弧等离子体射流在离喷出口5mm处的相对温度变化规律。实验结果表明:氮氩混合比例会对直流电弧等离子体射流特性产生明显影响,具体为直流电弧等离子体的弧压、热效率、热焓值、射流长度、喷口射流温度均随着氮气所占氮氩混合比例的增加呈现出先急剧增加后以某一恒定速率缓慢增加的现象。 展开更多
关键词 氮氩直流电弧等离子体 等离子体射流特性 等离子体监测系统 LabVIEW虚拟仪器技术 MATLAB图像处理技术
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空气等离子体射流动态过程分析 被引量:13
14
作者 何立明 祁文涛 +3 位作者 赵兵兵 陈高成 白晓峰 段昆仑 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期2030-2036,共7页
等离子体射流可有效提高点火效率,为探究等离子体射流动态特性,建立了实验测量系统,利用高速CCD相机记录等离子体点火射流发展过程,分析了等离子体射流击穿过程和稳定工作过程特性。实验结果表明:设计的等离子体点火器电弧击穿时间为65... 等离子体射流可有效提高点火效率,为探究等离子体射流动态特性,建立了实验测量系统,利用高速CCD相机记录等离子体点火射流发展过程,分析了等离子体射流击穿过程和稳定工作过程特性。实验结果表明:设计的等离子体点火器电弧击穿时间为65 ns,击穿电压为9.2 k V,射流形成时间约为1.62 ms;大尺度分流周期约为1.1~1.8 ms,小尺度分流周期约为0.1~0.16 ms;电极温度的均匀度、高速旋流气体对电弧发展以及射流形成过程中的强烈脉动有不同程度的影响;射流核不存在稳定区域。 展开更多
关键词 等离子体 点火器 电弧 分流 放电特性 射流特性
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外部磁场对直流电弧等离子体放电特性的影响及其机理 被引量:17
15
作者 胡明 万树德 +2 位作者 夏洋洋 任真诚 邱志坚 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1655-1660,共6页
通过外部磁场驱动电弧旋转产生相对均匀的等离子体是一种可能的改进等离子体放电特性的有效手段。利用高速摄像技术和虚拟仪器技术,观察并测量了大气条件下、非均匀磁场驱动的直流电弧等离子体阳极弧根运动以及电弧电压波动。结果发现:... 通过外部磁场驱动电弧旋转产生相对均匀的等离子体是一种可能的改进等离子体放电特性的有效手段。利用高速摄像技术和虚拟仪器技术,观察并测量了大气条件下、非均匀磁场驱动的直流电弧等离子体阳极弧根运动以及电弧电压波动。结果发现:相比无外部磁场,非均匀外部磁场驱动下的直流电弧等离子体在旋转力和稳弧力的作用下阳极弧根旋转,均匀性提高;其电弧电压波动幅度增大,放电模式发生改变;伏安特性曲线向上平移,电弧等离子体炬放电功率提高。另外,由于等离子体射流的高速运动而引起的等离子体射流在喷口处径向扩张,使等离子体射流横截面扩大,进一步提高了射流的均匀性。从结果中可以看出,外部磁场改善了直流电弧等离子体炬的基本特性,对直流电弧等离子体炬应用效率的提高具有重要的意义。 展开更多
关键词 直流电弧等离子体 外部磁场驱动 旋转阳极弧根 电弧电压波动 伏安特性曲线 等离子体射流
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直流航空等离子体点火器射流特性分析 被引量:6
16
作者 兰宇丹 何立明 +3 位作者 丁伟 杜宏亮 王峰 陈鑫 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2772-2776,共5页
为研究航空等离子体点火器的射流特性,对自行设计的直流航空等离子体点火器进行射流特性实验,其中等离子体电源直流输出电压保持24 V不变,以排除电压的影响。采用光谱仪测量了氩气等离子体射流在点火器出口的发射光谱,利用玻尔兹曼曲线... 为研究航空等离子体点火器的射流特性,对自行设计的直流航空等离子体点火器进行射流特性实验,其中等离子体电源直流输出电压保持24 V不变,以排除电压的影响。采用光谱仪测量了氩气等离子体射流在点火器出口的发射光谱,利用玻尔兹曼曲线斜率法计算了射流的电子温度,并通过电离平衡方程计算了射流气体温度,测得了点火器出口射流的长度、电子温度和射流温度随弧电流以及体积流量qV的变化规律,为等离子体点火在航空发动机燃烧室中应用奠定技术基础。实验表明:弧电流随着qV的增大而减小;出口射流长度随弧电流的增大而增大,并且随qV的增大而先增大后减小;出口电子温度、射流温度随弧电流的增大而升高,随qV的增大而降低。另外讨论了在航空等离子体电弧射流中是否可以使用电子温度来代替射流气体温度。 展开更多
关键词 电弧 等离子体 点火 电子温度 光谱 射流
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三电极等离子体合成射流的尖尖放电特性 被引量:10
17
作者 李洋 吴云 +3 位作者 宗豪华 贾敏 宋慧敏 梁华 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期828-835,共8页
为了准确把握电弧放电电阻的大小,提高等离子体合成射流的能量利用率。进行了三电极尖尖放电的实验,通过改变电极间隙、环境气压、电容、电压,得到电弧电阻的大小以及放电效率、电弧电阻和放电形态随参数的变化。结果显示:大气压条件下... 为了准确把握电弧放电电阻的大小,提高等离子体合成射流的能量利用率。进行了三电极尖尖放电的实验,通过改变电极间隙、环境气压、电容、电压,得到电弧电阻的大小以及放电效率、电弧电阻和放电形态随参数的变化。结果显示:大气压条件下,随着放电初始电压的增大,放电效率和电弧电阻逐渐降低;大气压条件下,对于同一电容能量(≥250 m J),电弧电阻不会随着电容值的变化而变化;高气压条件下(>50 k Pa),电容越大,电弧电阻和放电效率越高;增大电极间隙,可以增大电弧放电的电阻和放电效率。随着气压降低、电压增大或电极间隙增小,放电区域面积会增大。 展开更多
关键词 合成射流 尖尖放电 等离子体 放电效率 电弧电阻 气压
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小功率等离子体射流的流特性 被引量:6
18
作者 高阳 安连彤 +1 位作者 严志军 孙成琪 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期147-151,共5页
采用焓探针对小功率(5kW)热喷涂等离子体射流的焓、温度和速度进行了测量和计算。研究了气体成分、流量、电弧电压和电流对等离子流体的焓、温度和速度分布的影响。结果表明,对于单一氩气等离子体,当使用新喷嘴时,增大氩气流量能够使喷... 采用焓探针对小功率(5kW)热喷涂等离子体射流的焓、温度和速度进行了测量和计算。研究了气体成分、流量、电弧电压和电流对等离子流体的焓、温度和速度分布的影响。结果表明,对于单一氩气等离子体,当使用新喷嘴时,增大氩气流量能够使喷嘴内部电弧弧根向出口方向移动,从而增加等离子体射流的焓、温度和速度。对于Ar N2等离子体,增加气体中氮气的含量,会提高等离子电弧电压,在同样的输入功率下,改变等离子电流和电压对等离子体的焓、温度和速度影响较小。对于Ar H2等离子体,增加氢气含量会明显地提高等离子射流的速度和热传递。 展开更多
关键词 等离子射流 焓探针 等离子体诊断 等离子体喷涂 电弧电压 电弧电流
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基于气体动力学和粒子质量输运的氦等离子体射流仿真 被引量:4
19
作者 王瑞雪 沈苑 +3 位作者 章程 牛铮 方志 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2903-2909,共7页
为了研究气体体积流量对氦等离子体射流长度的影响,建立了圆柱体3维计算域,仿真得到不同气体体积流量下的气流边界3维图像、射流的速度与速度矢量图像以及气体质量分数,并将仿真结果与实验数据进行对比分析。考虑高体积流量下湍流对等... 为了研究气体体积流量对氦等离子体射流长度的影响,建立了圆柱体3维计算域,仿真得到不同气体体积流量下的气流边界3维图像、射流的速度与速度矢量图像以及气体质量分数,并将仿真结果与实验数据进行对比分析。考虑高体积流量下湍流对等离子体射流的影响,求解得到Navier-Stokes、RNG k–ε和粒子质量物质输运等方程。仿真结果表明,当流动处于层流时,随着体积流量的增加,轴向的氦气速度与质量分数逐渐增大,与射流长度随氦气流速的增大而变长的实验结果相符;当流动处于湍流时,氦气的轴向质量分数骤然减小,与实验中观察到的当氦气体积流量很大时射流长度反而变短的现象基本相符。 展开更多
关键词 等离子体 射流长度 气体体积流量 层流 湍流 氦气质量分数 数值仿真
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直流电弧等离子体点火器化学效应研究 被引量:5
20
作者 赵兵兵 何立明 +2 位作者 沈英 白晓峰 于锦禄 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1171-1174,共4页
为研究直流电弧等离子体点火器的化学效应,测量了点火器喷出的等离子体射流的发射光谱,分析得到等离子体射流与常压环境空气相互作用产生的粒子种类,通过烟气分析仪定量测量了距离点火器出口8cm处的NO和CO含量,并研究了点火器弧电流、... 为研究直流电弧等离子体点火器的化学效应,测量了点火器喷出的等离子体射流的发射光谱,分析得到等离子体射流与常压环境空气相互作用产生的粒子种类,通过烟气分析仪定量测量了距离点火器出口8cm处的NO和CO含量,并研究了点火器弧电流、工作介质流量对NO和CO体积分数的影响。实验结果表明:等离子体点火器喷出的等离子体射流与环境空气相互作用可产生活性粒子H,O和N,带电粒子O2+,N2+和激发态粒子N2(A3),N2(B3),N2(C3)和O2(b1)等;增大弧电流、工作介质流量,等离子体射流头部附近NO和CO体积分数增大。 展开更多
关键词 直流电弧 等离子体射流 化学效应 发射光谱 活性粒子
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