磁驱动非热电弧的研究

摘要

该文的指导思想在于:(1)使用磁场和电弧电流相作用的洛伦茨力驱动电弧相对于气体流动,提供可控制恒定电流和均匀的磁场条件,使电弧在移动过程中实验条件不变,有利于测量和诊断、有利于等离子体物理参数与外部条件之间的关系的分析、从而有利于理解非热电弧产生的物理机制;(2)提高电弧相对于气体运动速度,进一步提高电弧的非平衡度、降低电弧热损耗的功率密度. 该文的工作归纳如下: 一、设计、制造了磁驱动滑移电弧产生大气压非平衡等离子体的实验装置和高压恒流供电电源.磁场强度0~1.4T:电源电流:0~2A;电源电压:3375/5845/6750V可分级调节. 二、用CCD摄像机、光电法观测弧柱的形状和尺寸,研究电弧运动的规律,测量了电弧移动速度,电弧直径,并推出了电流密度,电导率、电场强度等参数.得到了这些参数在不同的实验条件下的变化规律.对实验中发现的双弧、跳动的阴极斑点、电弧非圆柱对称等现象进行了分析.、 三、对实验数据整理、分析,得到了电弧移动速度、电弧电场强度、电流密度等与电弧电流、磁场强度之间的关系,分析了它们的内在联系. 四、用自制差分三探针直接测量了电弧关键参数——弧柱电场强度,并与间接测量电场强度——电弧电压/弧柱长度——比较,判断电弧纵向电场的均匀性. 五、对实验结果进行了分析和处理,根据测量的电弧电场强度、电弧电流,结合二维传热模型计算的中性粒子温度、计算出非热电弧的电子密度和电子温度.与其它文献中的数据进行了比较.实验结果证明在我们的实验中,电弧具有较高的移动速度,电场强度,等离子体具有根高的非平衡度. 六、通过试验和理论分析实验中非热(非平衡)电弧产生的机制并与其它文献进行比较.可以认为在我们的实验中,电弧等离子体(正柱部分)始终处于非平衡态.

目录

摘要：

ABSTRACT

论文中使用的符号一览表

第一章绪论

§1.1大气压平衡(非热)等离子体

§1.2滑移电弧非热等离子体的应用

§1.3滑移电弧非热等离子体研究进展

§1.4本文指导思想

第二章实验原理，测量及理论分析

§2.1实验装置

§2.4光电倍增管进行实验测量

§2.5采用高速CCD的测量

§2.6差分三探针对电场的测量

§2.7理论分析

小结

参考文献一览表

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致谢

附图