大气压下大功率等离子体炬的数值模拟

摘要

主要研究直流等离子体炬的数值模拟方法,通过求解等离子体弧柱区域的能量守恒、动量守恒、质量守恒及电流连续性方程,得到不同边界条件下温度、速度、电流密度分布.计算了大气压下200A自由氩弧的温度分布、电势和电流分布,并与实验数据及现有的理论计算进行了比较,得到了较好的结果.在此基础上结合本实验室5000A大功率等离子体炬,讨论了有阴极喷口存在下的弧柱部分的数值计算,以及能量守恒方程中辐射项、焦耳热项的影响,及电弧最高温度与弧长的关系.