同軸等離子體發(fā)生器電弧運(yùn)動(dòng)軌跡的數(shù)值分析和計(jì)算.pdf

1、電弧等離子體因具有高溫、能量密度大、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),在工程中具有廣闊的應(yīng)用前景。但其不足之處是橫截面積小,加熱面積小且溫度不均勻。因此,基于電弧具有良好的導(dǎo)電性,工業(yè)上利用外加軸向磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電弧旋轉(zhuǎn)是一種獲得大面積均勻電弧的實(shí)用手段。在電弧旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,高溫電弧對(duì)電極很強(qiáng)的燒蝕作用,而電極的燒損會(huì)影響到等離子體發(fā)生器的壽命。磁旋轉(zhuǎn)發(fā)生器中電弧旋轉(zhuǎn)速度作為影響電極傳熱的關(guān)鍵因素,是該類技術(shù)或產(chǎn)品的重要指標(biāo)。因此,對(duì)電弧旋轉(zhuǎn)速度的研究具備重要的理論

2、意義和工程價(jià)值。
　　 本文研究了同軸等離子體發(fā)生器電弧運(yùn)動(dòng)軌跡和旋轉(zhuǎn)速度的數(shù)值計(jì)算方法。根據(jù)電弧的通道模型,計(jì)算了電弧的弧柱半徑。基于電極產(chǎn)生的電場(chǎng)分布,研究了電弧等離子體的運(yùn)動(dòng)軌跡,最后采用電弧的剛體模型分析電弧的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),根據(jù)電弧穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)時(shí)電磁力矩和流體阻力力矩相平衡條件,建立了電弧穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)的數(shù)學(xué)模型,然后采用禁忌搜索算法計(jì)算電弧穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)速度。
　　 數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明粒子的空間運(yùn)行軌跡為近似平面的拋物線以陰極為對(duì)稱