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大气等离子喷涂中等离子体温度的焓探针法测量 被引量：4
1
作者 孙成琪 高阳 +1 位作者 杨德明 冯健 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期187-192,共6页
采用焓探针对大气压力下热喷涂等离子体射流的焓和温度进行了测量和计算,研究了氩气流量变化、电流变化和喷涂距离对等离子射流的焓和温度分布的影响。结果表明,氩气流量不变的情况下,随着功率的增加等离子体的焓值和温度增加;电流保持... 采用焓探针对大气压力下热喷涂等离子体射流的焓和温度进行了测量和计算,研究了氩气流量变化、电流变化和喷涂距离对等离子射流的焓和温度分布的影响。结果表明,氩气流量不变的情况下,随着功率的增加等离子体的焓值和温度增加;电流保持不变时,随着氩气流量的增加等离子体的焓值和温度不断减小,随着距离喷嘴出口轴向距离的增加,等离子体的焓值和温度都大幅度的降低;氩气流量变化对喷枪热效率影响不大,功率增大时,喷枪热效率增加显著,喷枪热效率最高可达到60%。 展开更多
关键词 焓探针 等离子喷涂 热效率
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稳态焓探针的优化设计与试验验证
2
作者 朱新新 隆永胜 +3 位作者 石友安 杨庆涛 周平 赵顺洪 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期87-93,共7页
针对高超声速飞行器地面防热试验高精度总焓测量需求,研制了一种带热防护罩的稳态焓探针。基于能量平衡原理设计了稳态焓探针测量系统,采用有限元方法分析了焓探针采样管长度、壁厚以及冷却水流向、流量对焓值测量误差的影响,优化设计... 针对高超声速飞行器地面防热试验高精度总焓测量需求,研制了一种带热防护罩的稳态焓探针。基于能量平衡原理设计了稳态焓探针测量系统,采用有限元方法分析了焓探针采样管长度、壁厚以及冷却水流向、流量对焓值测量误差的影响,优化设计了焓探针的隔热结构和水气流量。在电弧加热器流场中开展了验证试验,结果表明:该稳态焓探针参数设计合理且隔热结构性能良好,重复性精度优于2.6%,与驻点热流Fay-Riddell法比较,最大偏差为13.0%。 展开更多
关键词 总焓测量 稳态焓探针 隔热结构 优化设计 试验验证
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快速焓探针 被引量：4
3
作者 赵太泽 王飞 +2 位作者 郭少峰 郭文康 须平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期5952-5957,共6页
传统焓探针测量系统采用质量流量计测量样品气体的流量,这种方法的缺点是强烈依赖于等离子体工作气体的组分以及在测量时必须等待在焓探头内样品气体流动达到稳定状态,因此测量时间较长.本文介绍的快速焓探针测量系统中,用一个已知体积... 传统焓探针测量系统采用质量流量计测量样品气体的流量,这种方法的缺点是强烈依赖于等离子体工作气体的组分以及在测量时必须等待在焓探头内样品气体流动达到稳定状态,因此测量时间较长.本文介绍的快速焓探针测量系统中,用一个已知体积的储气罐获得被抽样品气体的摩尔量,从而克服了传统焓探针的缺点,实现了在几秒之内完成对一点的焓值测量.本文从四个方面的实验验证了快速焓探针测量结果的准确性. 展开更多
关键词 焓探针 等离子体 等离子体诊断
原文传递
直流电弧等离子体炬数值模拟与诊断
4
作者 师浩阳 王平阳 王淑 《上海航天（中英文）》 CSCD 2024年第1期122-129,共8页
直流电弧等离子体炬内部物理过程复杂且具动态性,较难对其进行准确描述与深入研究,且其工作温度较高,其状态参数难以使用常规方式测量。针对直流电弧等离子体炬,建立流动、传热和电磁相互耦合的数值模型,基于Fluent软件对直流电弧等离... 直流电弧等离子体炬内部物理过程复杂且具动态性,较难对其进行准确描述与深入研究,且其工作温度较高,其状态参数难以使用常规方式测量。针对直流电弧等离子体炬,建立流动、传热和电磁相互耦合的数值模型,基于Fluent软件对直流电弧等离子体炬进行三维数值模拟和特性分析,设计并搭建了一套热焓探针实验系统,完成对直流电弧等离子体炬射流参数的测量分析。结果表明:建立的数值模型模拟结果与实验测量结果吻合较好,误差在10%以内;炬内温度与速度最大值与工作气流量呈正相关,均出现在靠近阴极区域,且沿轴线逐渐降低;等离子体炬内高温区与高电流密度区重合。 展开更多
关键词 直流等离子体炬 热焓探针 多物理场耦合 数值模拟 参数诊断
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高温气流总焓测试技术综述 被引量：1
5
作者 朱新新 杨庆涛 +1 位作者 陈卫 隆永胜 《计测技术》 2018年第5期5-11,共7页
对国内外总焓测试技术方法进行梳理,介绍了多种测焓方法的原理和特点。分析稳态焓探针、热阻式瞬态焓探针、质量注入型焓探针等探针类测焓方法和能量平衡测焓法、光谱测焓法等非探针类测焓方法的优缺点。结合应用实际对这些总焓测试方... 对国内外总焓测试技术方法进行梳理,介绍了多种测焓方法的原理和特点。分析稳态焓探针、热阻式瞬态焓探针、质量注入型焓探针等探针类测焓方法和能量平衡测焓法、光谱测焓法等非探针类测焓方法的优缺点。结合应用实际对这些总焓测试方法的进一步研究提出了建议。 展开更多
关键词 热学 气动热 总焓测试 焓探针 能量平衡 光谱测焓
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直流电弧等离子体炬的数值模拟 被引量：1
6
作者 彭蠡 王平阳 王建维 《上海航天（中英文）》 CSCD 2023年第4期73-79,共7页
等离子体炬内部的物理场是影响等离子体性能及等离子体炬设计等方向的重要信息。受等离子体炬内部小空间、高能量密度及高电荷密度等因素的影响,无法通过常规手段进行测量。为了得到等离子体炬内部的温度、速度场分布情况,本文使用COMSO... 等离子体炬内部的物理场是影响等离子体性能及等离子体炬设计等方向的重要信息。受等离子体炬内部小空间、高能量密度及高电荷密度等因素的影响,无法通过常规手段进行测量。为了得到等离子体炬内部的温度、速度场分布情况,本文使用COMSOL建立了一台30 kW直流等离子体炬的二维轴对称模型。为了验证模型的可靠性,搭建了包括等离子电源、等离子体炬在内的实验平台,并使用热焓探针对该等离子体炬出口处的温度场进行诊断。将等离子体炬的模拟结果与实验测得的数据进行对比,发现模拟结果能够较好的吻合实际情况。改变模型阴极的电流输入,对等离子体炬内部的流场及温度场变化情况进行了系统模拟研究,得出了等离子体炬内部的发展模式,以及热量传递的薄弱点,可以为今后等离子体炬的优化方向提供参考。 展开更多
关键词 等离子体 直流等离子体炬 热焓探针 温度诊断 数值模拟
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小功率等离子体射流的流特性 被引量：6
7
作者 高阳 安连彤 +1 位作者 严志军 孙成琪 《核聚变与等离子体物理》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期147-151,共5页
采用焓探针对小功率(5kW)热喷涂等离子体射流的焓、温度和速度进行了测量和计算。研究了气体成分、流量、电弧电压和电流对等离子流体的焓、温度和速度分布的影响。结果表明,对于单一氩气等离子体,当使用新喷嘴时,增大氩气流量能够使喷... 采用焓探针对小功率(5kW)热喷涂等离子体射流的焓、温度和速度进行了测量和计算。研究了气体成分、流量、电弧电压和电流对等离子流体的焓、温度和速度分布的影响。结果表明,对于单一氩气等离子体,当使用新喷嘴时,增大氩气流量能够使喷嘴内部电弧弧根向出口方向移动,从而增加等离子体射流的焓、温度和速度。对于Ar N2等离子体,增加气体中氮气的含量,会提高等离子电弧电压,在同样的输入功率下,改变等离子电流和电压对等离子体的焓、温度和速度影响较小。对于Ar H2等离子体,增加氢气含量会明显地提高等离子射流的速度和热传递。 展开更多
关键词 等离子射流 焓探针 等离子体诊断 等离子体喷涂 电弧电压 电弧电流
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阳极弧根位置对热喷涂等离子喷枪特性的影响 被引量：8
8
作者 安连彤 高阳 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期31-34,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 双阳极 等离子喷涂 非转移弧 阳极弧根 热焓探针
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直流电弧热喷涂等离子体偏离局域热力学平衡态分析 被引量：2
9
作者 孙成琪 安连彤 +1 位作者 杨德明 高阳 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期31-34,130,共4页
在大气压力下,利用直流电弧放电产生热喷涂等离子体,采用发射光谱和热焓探针对热等离子体的射流特性进行诊断.文中通过使用氩原子两条特征谱线的辐射强度,采用双谱线相对辐射强度比值法来计算等离子体的电子温度;同时使用焓探针测量等... 在大气压力下,利用直流电弧放电产生热喷涂等离子体,采用发射光谱和热焓探针对热等离子体的射流特性进行诊断.文中通过使用氩原子两条特征谱线的辐射强度,采用双谱线相对辐射强度比值法来计算等离子体的电子温度;同时使用焓探针测量等离子体射流的焓值来计算得到气体温度.研究不同氩气流量和电流强度下,热等离子体的气体温度与射流中电子温度的演变情况,并对两者温度差值出现的原因及变化情况进行分析.结果表明,相同条件下发射光谱法测量的电子温度始终高于焓探针测量的等离子体温度,热喷涂等离子体在一定程度上偏离局域热力学平衡态. 展开更多
关键词 热喷涂等离子体 焓探针 发射光谱 电子温度
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低压条件下的等离子射流特性分析 被引量：1
10
作者 杨德明 高阳 +1 位作者 傅迎庆 孙成琪 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期64-68,133,共5页
低压等离子喷涂由于具有特殊的射流特性,以及可以沉积组织均匀的特殊结构涂层而备受关注.涂层的形成受到等离子射流特性的影响,比如焓值、温度、速度等.研究中利用热焓探针技术在环境压力为3 k Pa的条件下,测量了Ar-H2等离子体不同轴向... 低压等离子喷涂由于具有特殊的射流特性,以及可以沉积组织均匀的特殊结构涂层而备受关注.涂层的形成受到等离子射流特性的影响,比如焓值、温度、速度等.研究中利用热焓探针技术在环境压力为3 k Pa的条件下,测量了Ar-H2等离子体不同轴向位置射流中心的焓值和压力,并且进一步计算了射流的温度和速度,以及表征等离子体对粉体加热能力的努森数.结果表明,等离子射流在距离喷嘴出口12.5 mm处的温度为11 000 K;400 mm处降为7 000 K;等离子射流速度在喷嘴出口处25 mm左右达到最大值,约为2 000 m/s;喷嘴外部等离子射流的努森数处于过渡区,对粉体的加热能力较低. 展开更多
关键词 低压等离子喷涂 等离子射流 焓探针 努森数
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