阳极弧根位置对热喷涂等离子喷枪特性的影响

研究开发了一种新型的双阳极等离子喷枪,可以在不改变任何参数(如电弧电流和气体流量)的条件下,调节阳极弧根的位置,从而改变等离子炬的特性。试验采用热焓探针测量了不同阳极弧根位置条件下,氩等离子射流的温度和速度分布;通过测量喷枪冷却水的温升来估算喷枪的效率。结果表明,随着阳极弧根向喷嘴下游的移动,等离子射流的温度和速度以及喷枪的效率都有显著的提升。

基于ART算法的运动阳极弧根电流密度分布重建研究

笔者提出应用ART算法根据测量得到的两个垂直方向上的弧根线性电流分布重建弧根电流密度分布的方法。对Drouet M G实验测量的弧根在2个互相垂直方向的电流分布进行计算,获得了2-D弧根电流密度分布并加以讨论。结果表明,ART重建算法结合分离极板法所测的弧根电流分布是获得其电流密度分布的一个切实可行而有效的途径。

等离子弧喷涂枪阳极弧根的研究分析

以三维的等离子弧喷涂枪体为研究对象,在阳极弧根直径不变的情况下,计算出阳极弧根与阴极前端距离增大时枪体的功率和熵,可以看出,功率在距离明显增大后几乎不变,而熵有最小值。利用熵在最小时最稳定的原则,在特定的功率下,通过计算阳极弧根位置和直径的不同组合,从几种组合中确定出最可能的阳极弧根位置和直径。

双阳极等离子喷枪电弧特性与热效率分析

一种新型的双阳极等离子喷枪,通过改变阳极弧根的位置,可以有效地提高电弧电压和喷枪的热效率。双阳极喷枪的阳极由相互绝缘的两部分组成。距离阴极较近的阳极称为阳极I,较远的称为阳极II。阳极弧根可以在任意阳极表面形成,从而获得不同长度,不同特性的等离子电弧。本研究比较了阳极弧根在不同的阳极表面形成的情况下,电弧的伏安特性,喷枪的内部压力,以及喷枪的热效率。结果表明,当阳极弧根在阳极I表面形成时,电弧具有下降的伏安特性,热等离子体对阳极的传热剧烈,喷枪的热效率比较低;当阳极弧根在阳极II表面形成时,电弧可以获得上升的伏安特性,喷枪的热效率也显著升高。

外部磁场对直流电弧等离子体放电特性的影响及其机理

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。