直流纯氩层流等离子体射流的长度变化.PDF

维普资讯 第 26卷第 4期 工 程 热 物 理 学 报 V01．26．NO．4 2005 年 7月 JOURNALOFENGINEERING THERM 0PHYSICS Ju1．，2005 直流纯氩层流等离子体射流的长度变化 潘文霞 孟 显 吴承康 (中国科学院力学研究所， 北京 100080) 摘 要 采用主要由阴极、阳极以及介于阴极和阳极之问的中间段组成的直流非转移式电弧等离子体发生器，在大气压 条件下，比较系统地研究了纯氩层流等离子体射流的长度随着弧 电流、气体流量 以及发生器结构而变化的规律。结果表 明：层流射流的长度随弧 电流和工作气流量的增加而增长；层流 向湍流流动转变的临界气流量值随弧电流增大而提高；在 发生器的伏安特性呈大梯度变化的情况下，射流长度随弧 电流的变化幅度增大。 关键词 等离子体射流；层流流动；长度变化 中图分类号：0536 文献标识码：A 文章编号：0253—231X(2005)04-0677-03 LENGTH CH ANGE oF DC LAM IN AR．FLoW ARGoN PLASM A ．JET PAN Ⅵ r卜Xia M ENG Xian W U Cheng—Kang (InstituteofMechanics，ChineseAcademyofSciences，Beijing 100080，China) Abstract Non-transferredDC plasmatorch constitutedmainlywith acathode，an inter—electrode insertandaxlanodeWasbuilttogeneratepure—argonlaminar-flowplasmajetatatmosphericpressure． Lengthchangesofthelaminarplasmajetweresystematicallyexaminedonthegeneratingparameters suchas arccurrent，gas flow rateandtorchstructure．Resultsshow thatthejetlengthoflaminar plasmaincreaseswith theincreas eofarccur rentand gas flow rate；higherarccur rentallowshigher gas flow ratewhichcankeepthejetflow inthelaminarregime；andthechangescaleofthejet lengthincreasedwiththearccurrentregulationwhenatorchwithhighgradientofcurrent—voltage characteristicsisused． Keywords plasmajet；laminra flow；lengthchnage 1 引 言 虽然湍流等离子体射流具有脉动性强、能量波 非转移式电弧等离子体发生器产生的射流其功 动幅度大、射流长度和轴向温度梯度不可调等影响 率密度可达 10 W ／m。，能快速熔化或蒸发几乎所 实际应用工艺稳定性的诸多不利因素，但是，由于这 有的固体材料，在喷涂等表层材料制备与加工领域 类等离子体射流是由放电电弧加热而形成，电弧温 得到了广泛的应用 l【1引。到 目前为止，实际应用于 度可能超过 20000K，放 电过程极为复杂，其状态 材料制备与加工的直流等离子体射流基本上是湍流