一、低压电弧等离子体射流的温度测量（论文文献综述）
周鑫[1]（2021）在《低温低压和常压等离子体设备的搭建及其应用研究》文中研究表明作为物质的第四态,人工产生的低温等离子体含有大量的电子和活性粒子,因此广泛应用于微电子、材料、汽车以及医疗等行业。低温等离子体按其工作气压可分为低压和常压等离子体。目前市场化的人工低温低压等离子体技术（无论是电容耦合还是电感耦合等离子体）由于等离子体密度较高,而且等离子体电场不可控,因此在处理材料的过程中其正离子都不可避免地会轰击材料表面从而对材料造成一定的损伤。二维半导体材料非常薄,如石墨烯和二硫化钼等二维半导体材料,其厚度仅为一个或数个原子层而已,采用等离子体对这类材料进行表面改性例如掺杂、相位调控的过程中,等离子体轰击效应会非常明显且致命。因此,开发一种等离子体密度较低、等离子体电场可控、对材料表面损伤较小的温和等离子体处理技术具有非常重要的意义。另外,低温常压等离子体在生物医疗等方面具有很大的潜力和研究意义。三阴型乳腺癌是当前唯一没有可靠治疗方法的乳腺癌,其恶性程度高、死亡率高、预后效果差,因此找到新的治疗方案有着十分迫切的需求,低温常压等离子体则是一个十分有潜力的治疗方案。本论文针对以上需求设计并搭建了一套低温低压等离子体装置即非平行板式电容耦合等离子体（CCEP）和一套低温常压等离子体（CAP）装置,分别应用于二维半导体的逐层减薄以及三阴型乳腺癌的治疗。主要开展的研究工作如下。1、基于电感耦合等离子体（ICP）技术自主开发了CCEP技术,设计并搭建了平面盘香形电感线圈,基于该线圈已知的电感、电容和电阻等数值,通过射频匹配原理确定了CCEP模式下射频电源的频率,并搭建了相应的调谐电容（1-10 nF）和匹配电容（20-56 nF）,实现了CCEP容性放电和ICP感性放电模式下的稳定放电。使用朗缪尔探针法对CCEP的特性进行检测,分别测量了该系统在容性放电模式、感性放电模式以及介于容性和感性过渡区间下的电子浓度和温度并进行了系统比较。CCEP在低输入功率下实现容性放电,等离子密度极低(～109 cm-3),平均电子温度较低（0.4～0.5 eV）,而且等离子体电场与衬底表面平行,使得正离子的运动被约束在与衬底平行的方向,因此等离子体轰击极弱,从而对二维半导体材料如二硒化钨（WSe2）实现了温和、可控和低损伤的刻蚀,实验结果证明CCEP不仅能实现对WSe2的逐层刻蚀,而且能大大减少等离子体轰击造成的损伤。2、搭建了类介质阻挡放电（DBD）的放电结构,能满足日常实验室细胞实验的需求,但随着实验需求的增加,该设备无法满足动物实验的要求。因此本文继续在类DBD放电结构的基础上进行优化,改成DBD放电结构搭建了CAP射流设备,并优化了电极和石英管结构,降低了设备的起辉电压并使得放电更加稳定,将优化后的CAP射流接入人体阻抗模拟电路后,检测到的电压、电流以及射流温度都能满足动物实验的安全要求,使设备满足日常实验室细胞实验和活体动物实验的需求;并测量了该射流的成分为后续研究其杀伤癌细胞机理打下基础。3、通过研究SUM149细胞在CAP介入前后的增殖变化,确定CAP对SUM149细胞有抑制作用;通过对细胞内含物的检测以及透射电镜的表征,发现CAP处理过的细胞形态不完全符合细胞凋亡的早期特征;本文检测了铁死亡特征蛋白、发现使用铁死亡抑制剂孵育细胞后能抵抗CAP对细胞的杀伤,确定CAP杀伤SUM149细胞的形式是诱导细胞铁死亡。
吴丹阳[2]（2021）在《等离子体粒子束切割技术研究》文中提出近年来,低温或冷等离子体作为等离子体方向的热门研究被大多数人关注。根据其放电特性分类,这些等离子体大多是通过介质阻挡放电方式激发的,由于这类等离子体功率较低,因此只能被用于伤口消杀和基本治疗。本文主要研究的是设计一种可以达到外科手术要求的精准切割、快速凝血、微缩创面以及操作安全的等离子体粒子束切割装置,因此本文设计并加工了一种具有低电压、大电流特性的非热电弧等离子体装置,以达到比普通电手术操作更为安全的目的。本论文的研究内容包括以下几个部分:第一部分,结合理论知识,通过CST仿真软件设计等离子体粒子束切割装置的放电腔体部分结构。在仿真过程中,分析放电特性,仿真模拟阴极尖端夹角、阴极直径、放电腔体轴向尺寸以及阴极尖端与腔体的相对位置关系对于放电特性的影响。最后,根据仿真得到的最优尺寸范围,确定装置的部分参数。第二部分,根据气体流动相关理论,以及预实验中部分数据的测试,确定物理模型建立的剩余参数,这部分参数包括气流通道不同位置的截面面积大小和比例关系。最后,结合上一部分仿真得到的模型数据,设计完整的等离子体粒子束切割器件并加工。第三部分,对已加工获得的器件进行实验测试。实验分为两个部分,首先进行器件的气路测试和气密性测试,用以验证装置模型设计对于提升气流速度的作用。其次进行等离子体激发实验,分析惰性气体环境中的等离子体激发与放电情况。通过本论文的仿真与实验工作,我们得到了等离子体粒子束切割装置的基本特性与放电效果,为进一步的器件优化和切割技术研究奠定了基础。
黄上师[3]（2020）在《多断口压缩自灭弧结构熄弧及介质强度恢复研究》文中研究表明雷击仍然是架空线路跳闸的最主要因素之一,现有的“阻塞型”和“疏导型”雷击防护方法虽在一定程度上缓解了雷害,但还存在着许多不可控、不可靠和不安全等瓶颈问题。因此为了能够大幅降低线路雷击跳闸率,解决现有雷击防护瓶颈问题,衍生了“冲击疏导-工频阻塞”的新型雷击防护思想,其中“冲击疏导-气体灭弧-工频阻塞”方法显现出了独特的灭弧优势。本文主要基于“冲击疏导-气体灭弧-工频阻塞”雷击防护方法研究了多断口压缩自灭弧结构的熄弧及介质强度恢复特性。雷击时该结构能够优先击穿放电形成保护通道,避免绝缘子受电弧烧蚀。击穿放电后电弧沿着结构发展被分割成多段,每段电弧均受到结构压缩使空气介质形成喷射气流,喷射气流又反作用于电弧使其拉长,加速能量耗散最终达到自灭弧效果。本文从理论分析、仿真模拟、科学试验和实际应用几方面研究多断口压缩自灭弧结构中电弧发展、电弧熄灭以及熄弧后的介质强度恢复特性,具体工作如下:（1）明确了电弧发展中介质击穿、电弧燃烧和介质恢复三个阶段的分析方法。介质击穿阶段以热力学非平衡态分析,采用氮氧混合物替代空气,建立了双温度模型,并计算空气电弧等离子体组分。电弧燃烧和介质恢复阶段以局部热力学平衡态分析,计算了空气电弧等离子体物性参数和输运参数。通过电弧物理特性研究,确定了多断口压缩自灭弧结构熄弧方式主要是“强迫熄弧”。（2）通过研究电弧压缩运动状态和电弧压缩态形成来源,得到压缩效应有利于电弧去游离结论。研究了气流“横吹”和“纵吹”对电弧拉长并加速能量衰减的作用。（3）建立了适用于该结构的磁流体力学方程组,包括:质量、动量和能量守恒方程,麦克斯韦方程组、欧姆定律以及气体状态方程,提出适当简化利用边界层积分法进行求解。建立了适用于该结构击穿阶段的双流体模型。研究了多断口气流对电弧分段的影响,发现断口数量越多,电弧熄灭更容易。（4）提出以粒子游离、电弧长度以及电弧温度作为熄弧判据,研究了发生重击穿和电弧重燃现象的临界击穿判据。利用COMSOL Multiphysics软件对结构的熄弧和介质强度恢复特性进行仿真,采用了“先雷电后工频”和“先工频后雷电”两种能量输入方式,仿真对象上设置了小系统和多系统结构。仿真结论:1)2 ms左右结构能够使电弧基本熄灭;2)小系统的“先雷电后工频”仿真中,在雷电冲击后200μs施加工频电流将引起结构内部重击穿并出现电弧重燃,此时结构会再产生速度有所下降的喷射气流,而多系统不会出现该现象;3)多系统熄弧时间和介质强度恢复特性略优于小系统。（5）对基于该结构的10 k V和35 k V压缩自灭弧装置进行了雷电冲击放电、雷电冲击伏秒特性、工频耐受电压、大电流冲击耐受以及工频续流遮断试验。试验结论:1)10 k V、35 k V装置的U50%分别为112.4 k V、325.1k V;2)装置的伏秒特性曲线均低于被保护绝缘子的伏秒特性曲线;3)10 k V、35 k V装置分别耐受了1 min幅值为29.3 k V、91.5 k V的工频电压,未出现破坏性放电;4)耐受了2次间隔时间50 s～60 s的65 k A以上的冲击电流,未出现明显的损坏;5)10 k V、35 k V装置分别成功遮断了0.5 k A、1.3 k A左右的工频续流,遮断时间分别在2.5 ms、3.0 ms左右,满足了1/4个工频周期内遮断工频续流,在半周期内工频电压幅值和频率恢复正常的要求。（6）选取了广西、云南、四川和福建等雷击高发地区的10 k V、35 k V架空线路进行装置的实际应用,采用全线三相安装方式。应用效果:线路安装后统计年平均雷击跳闸次数比未安装前下降90%以上。安装后因建弧率下降,计算的年平均雷击跳闸次数为0.3次左右,验证了多断口压缩自灭弧结构对雷击防护的有效性。
孙成琪[4]（2020）在《热喷涂等离子射流特性的诊断及涂层制备研究》文中指出采用热喷涂技术制备的各种功能涂层,已在载运工具零部件的表面强化上得到广泛应用,例如,航空发动机和燃气轮机叶片用抗高温氧化、耐冲蚀涂层,以及汽车发动机气缸和排气阀等部件的耐磨涂层等。热喷涂技术当中,等离子喷涂技术的应用最广泛。等离子喷涂过程中,等离子射流特性、粉末材料颗粒的状态以及粉末材料与射流的相互作用等,直接影响形成涂层的组织结构和性能,因此,对等离子喷涂条件下的射流特性进行有效诊断和系统研究,对揭示涂层形成机理、提高喷涂质量和扩大等离子喷涂技术在载运工具领域的应用,都具有十分重要的意义。目前在这方面,国内外已有一些相关研究,但是仍然存在一些未解决的问题,尤其对低压/超低压等离子喷涂中、不同真空室压力下等离子射流特性诊断方面的研究,尚未见到相关报道。分别采用发射光谱和热焓探针对等离子射流特性进行诊断,分析射流的特性,建立射流特性与涂层微观结构的关系。首先分别建立热焓探针和发射光谱测量系统,应用发射光谱检测了大气下等离子射流的谱线强度,采用基于氩原子多条谱线的玻尔兹曼斜率法和氢原子的双谱线强度对比法计算了射流中的电子温度,研究了电流强度、等离子气体成分和流量对射流中电子温度变化的影响。使用Hβ（486.1 nm）谱线和ArI（430.01 nm）谱线的Stark展宽效应测量了射流中的电子密度,依据Saha方程推导出了电离程度计算公式。又采用热焓探针方法,根据能量平衡公式计算大气下等离子射流中的气体温度,根据贝努力方程计算了射流的速度分布。采用两种诊断方式对比研究,结果表明:大气下焓探针测量系统得到的等离子射流温度要小于发射光谱法测量计算得到的电子温度;两种测温方式获得的等离子射流温度差异很大,这表明大气等离子喷涂的等离子射流在一定程度上偏离热力学平衡状态,并且随着电流强度增加,二者温差变小,等离子射流趋于局域热力学平衡状态。开发适用于低压/超低压射流特性诊断的焓探针系统,并推导得出低压/超低压下等离子射流温度的计算方法,结合发射光谱诊断技术,揭示低压/超低压下等离子射流的结构与特性,计算出了射流由亚音速过渡到超音速状态,以及等离子射流在超音速状态下由过膨胀向欠膨胀转变的临界真空室压力。研制开发了适用于低压/超低压下使用的圆柱型喷嘴和缩放型喷嘴,并研究了喷嘴形状对射流特的影响。分析了喷嘴结构和真空室压力对涂层微观结构的影响,结果表明:缩放型喷嘴在提高射流的能量,促进粉末熔化和提高沉积效率方面具有优势。分别采用氩-氢和氩-氦两种混合气体在超低压下制备YSZ涂层,氩-氦等离子气体可以增加射流的速度,氩-氢等离子气体可以提高粉末在射流中的熔化程度,两者制备涂层的微观结构呈现很大不同,使用氩-氦气体超低压下可制备具有全纳米等轴晶结构的YSZ涂层。研究大气等离子喷涂射流能量对制备YSZ涂层的微观结构和热震性能的影响,实验结果表明:随等离子喷涂时射流能量的增加,涂层中纳米结构的含量降低,当纳米结构含量为52%时,涂层的抗热震性能最好。
张潇漫[5]（2020）在《宽幅大气压等离子体发生器研制及石英玻璃表面处理》文中进行了进一步梳理近年来,大气压等离子体的材料表面清洗及改性的研究受到了国内外学者及各大材料公司的广泛关注。目前应用最广泛的两类大气压等离子体发生器分别是一些依据介质阻挡的方法设计的平面放电装置,以及等离子体射流。等离子体射流的优点是能够在反应器外产生一定密度的等离子体,可以高效地进行样品处理,平面介质阻挡放电装置的优点是可以产生较大的等离子体区域,更方便于实验研究。然而,这两类装置均存在一定的缺陷,首先等离子体射流最大的问题是处理面积过小,当遇到较大样品时,通常需要采用多只射流构成阵列,或单只射流反复扫描,这样做不仅困难而且耗费大量时间;而平面介质阻挡放电装置最大的问题是待处理样品的形貌会遭到设备结构的限制,当在面对有棱角的样品时,在尖端处往往会产生电弧,导致样品损坏。本文自主设计并研制了一种新型宽幅大面积大气压等离子体发生器,可有效的规避以上两种等离子体发生器的缺陷。该装置具有以下特点:（1）装置总长度为500mm,能够产生长度为400mm稳定均匀的大气压等离子体;（2）利用气流将等离子体吹出反应器外,更方便于材料处理;（3）产生的等离子体具有良好的均匀性,整个区域内没有丝状放电或电弧放电的情况。此装置需要高频高压交流等离子体电源以及大功率空气压缩机来进行驱动。在装置稳定放电时,对其进行了测试及诊断得到如下重要结果:（1）通过示波器获得了电压与电流波形图,波形具备明显的辉光放电特征。（2）测量了等离子体发射光谱,其中可以观察到N2（C-B）和N2+的谱线,计算了其中氮分子的转动及振动温度。（3）用红外热像仪测量了装置正常工作时的宏观温度,结果表明中心温度近似为室温,且并无局部过热或温度随放电时间上升的现象。利用此装置对石英玻璃基片进行了表面处理,经过处理之后,石英玻璃表面亲水性大幅提高,水滴无法单独呈半圆状立于玻璃表面,而会形成一层水膜全面的覆盖在表面。产生这样的变化最大的优点是,玻璃具有了自清洁的效果,即玻璃表面上的水膜可渗透到污垢下面将污垢浮起并带走。通过水接触角（WCA）,原子力显微镜（AFM）和X射线光电子能谱（XPS）测试,分析研究了石英玻璃的表面性能,可以得出:（1）随着处理时间的增长,水接触角大幅减小,亲水性大幅提高。（2）石英玻璃表面产生大量纳米级颗粒,粗糙度显着增加。（3）XPS的结果表明,大气压等离子体可以去除表面污染如:O-H、C及N元素。综上结论,大气压等离子体处理可以有效去除石英玻璃表面的污染,并提高表面亲水性,而亲水性提高的原因主要是石英玻璃遭到等离子体处理后,表面形貌发生巨大变化以及粗糙度显着增加所致。
李成新,刘森辉,张惠宇,李长久,李露,黄佳华,徐攀[6]（2019）在《新型大气长层流等离子体喷涂方法和研究进展》文中提出介绍了一种新型大气等离子喷涂方法,该方法采用特殊内通道结构的直流非转移电弧等离子发生器,可以直接在大气条件下获得长度100～1000 mm之间变化的等离子射流。在大气条件下,等离子射流的流动特性具有"长、直、准"的层流或类层流状态,工作时噪音小于80 dB。在工作参数范围内,等离子射流的长度在固定总气流量条件下可以随输出功率的增加而增长;射流的长度在固定输出功率的条件下随总气流量的增加而减小。当使用在大气等离子喷涂技术中时,会为飞行粉末颗粒带来超长的加热和加速过程。文中详细介绍了大气层流等离子喷涂技术的研究历史和研究现状,以及研究团队利用该新型技术制备的6种涂层的显微结构、颗粒的飞行和加热特点,并对比了目前其他大气等离子喷涂技术的结果。结果表明,文中介绍的方法在最低的输出功率和气流量条件下,为金属和陶瓷颗粒提供了超长的飞行和加热条件,表现为较低的颗粒飞行速度和超高的颗粒表面温度。可以在不同的射流长度或喷涂距离下,获得不同的颗粒熔化状态或涂层结构,并发现可以直接在大气条件下获得大规模气液共沉积的涂层。
肖磊[7]（2020）在《磁控高效GMAW电弧—熔滴耦合行为研究》文中提出针对焊接生产中应用广泛的GMAW（Gas Metal Arc Welding）方法,增大焊接电流能够大幅提高其焊接效率,但是不稳定的熔滴旋转射流过渡阻碍了大电流GMAW在工业生产中的应用。为了改善大电流GMAW熔滴过渡行为,采用外加交变轴向磁场的方式引入外加电磁力,使其作用在焊接电弧和液流束上,提高电弧挺度并控制液流束旋转偏角,从而达到控制焊接飞溅和改善焊缝成形的目的。由于适用于GMAW的试验检测手段非常有限,直接测量熔滴和电弧中的电流密度、电磁力等关键参数非常困难,而这些参数对于研究大电流GMAW熔滴旋转射流过渡机理以及电弧-熔滴耦合行为至关重要。本课题将基于磁流体动力学的数值模拟方法与高速摄像试验手段相结合,对复杂的焊接物理过程进行适当简化,求解质量、动量、能量、金属蒸气组分输运方程,获得包括焊丝、熔滴和电弧在内的整个计算域中的温度场、流场、电场、压力场等结果,并在此基础上考虑外加磁场,研究了外加不同频率轴向磁场对大电流GMAW电弧和熔滴过渡行为的影响,为磁控高效GMAW工艺开发与应用提供理论基础。对传统GMAW焊机进行改造,改造后的送丝速度可达50m/min,达到常规送丝速度的2倍以上,最大焊接电流超过600A。设计了结构与装配简便的磁控装置,试验测量并计算了励磁线圈在电弧区域激发磁场的分布与强度特征,还研究了励磁电流大小、频率对磁感应强度的影响。采用带铁芯的励磁线圈能够有效提高电弧区域的外加轴向磁场的磁感应强度。由于存在涡流效应,相同励磁电流下,磁场频率越高,磁感应强度越小。对于本研究中使用的120匝带铁芯的励磁线圈而言,当励磁电流为10A,交变频率为500Hz时,电弧区外加轴向磁场的磁感应强度能够达到0.01T。研究了焊接电流、干伸长、焊接电压和保护气体对GMAW焊丝熔化速率的影响规律,总结得到了大电流GMAW焊丝熔化速率经验公式。借助高速摄像系统研究了焊接电压50V,干伸长30mm,不同焊接电流下大电流MIG（Metal Inert Gas）/MAG（Metal Active Gas）焊熔滴过渡行为,发现纯氩保护气氛下的大电流MIG焊熔滴过渡为单一的旋转射流过渡形式,随着送丝速度的不断增大,液流束旋转偏角逐渐增大到55°左右,旋转频率逐渐从700Hz减小到500Hz。当往保护气中混入20%CO2后,大电流MAG焊接过程中除了旋转射流过渡外还会出现摆动射流过渡,摆动时偏角能够达到90°,随着送丝速度的不断增大,旋转/摆动频率从开始的400Hz逐渐增大,当送丝速度达到40m/min,部分电弧潜入母材,液流束旋转/摆动频率能够达到500Hz。在大电流GMAW熔滴过渡行为研究的基础上,外加不同频率的轴向磁场后发现焊接电弧均有不同程度收缩,液流束的旋转运动方式与外加磁场频率有关:外加直流磁场使液流束旋转偏角增大;外加低频100Hz磁场能够周期性改变液流束的旋转方向,其变换频率与外加磁场频率一致,液流束最大旋转偏角在旋转方向改变时明显减小;提高磁场频率到200Hz,液流束不再改变旋转方向,而是改为一半周期内旋转被抑制,最大旋转偏角减小,另一半周期内旋转被加强,最大旋转偏角增大;外加高频500Hz磁场后,存在电弧收缩现象的同时,液流束旋转方向不再改变,也不存在旋转加强和抑制周期。考虑熔滴/液流束金属中的主要作用力,借助VOF（Volume of Fluid）方法,建立了适用于GMAW熔滴滴状过渡、射流过渡和旋转射流过渡的熔滴过渡数值模型。对比分析了不同焊接电流下液态金属的受力和流动情况,还通过改变电弧区域电导率,近似表征大电流MIG/MAG焊电弧导电行为,研究了MIG焊熔滴旋转射流过渡形成机理,并指出了混合气体保护下MAG焊熔滴摆动射流过渡形成的原因。分析认为,电磁收缩力的不平衡是导致液流束旋转和摆动的主要原因,当非平衡电磁收缩合力较小时液流束旋转,旋转时液流束中呈螺旋结构的电流能够感应产生轴向磁场来维持液流束的旋转运动,当非平衡电磁收缩合力较大时液流束摆动,摆动时具有弯曲结构的电流能够感应产生横向磁场维持液流束的摆动运动。为了研究外加磁场对焊接电弧的影响,单独建立了GTAW（Gas Tungsten Arc Welding）和不考虑熔滴的GMAW电弧数学物理模型,对比分析了外加直流轴向磁场前后的电弧行为、电弧收缩机理和金属蒸气传输行为。外加直流轴向磁场与径向电流相作用产生环向电磁力,焊接电弧在这一附加力的作用下旋转,形成内外压力差导致电弧收缩。对于GMAW而言,无论是外加直流轴向磁场还是金属蒸气辐射行为都会导致电弧中心温度降低。将前面建立的基于VOF方法的GMAW熔滴过渡模型与电弧模型相结合,建立了统一的GMAW电弧-熔滴耦合模型。研究了滴状过渡、射流过渡和旋转射流过渡时的电弧-熔滴耦合行为和金属蒸气行为,以及外加轴向磁场对熔滴过渡行为的影响。结果表明,达到旋转射流过渡临界电流后,液流束开始旋转,尽管焊接电流增大了50A,熔滴最高温度以及电弧最大速度都低于射流过渡时的最大值。不同频率的外加轴向磁场对大电流GMAW熔滴过渡行为影响的数值模拟结果与试验结果吻合良好,其中外加交变轴向磁场作用下的电弧收缩以及液流束周期性旋转被抑制是磁控高效GMAW应用的基础。
聂义民[8]（2019）在《低压短间隙电弧故障建模与仿真》文中认为随着经济的发展和人们生活水平的提高,配电系统互联水平也在不断的提升,由此带来的电弧事故隐患已不容忽视,低压电弧放电的危险性越来越受到人们的重视。如何保证在日常操作和电气设备带电检修时的人身和设备安全,及如何建立精确合理的电弧事故的灾害预防体系,已引起国内外工业界及学术界的广泛关注,建立并完善电弧危害的计算评价标准及个人保护设备（PPE）等级的相关规定亟待解决。电弧电压作为抑制电弧放电的关键因素,与绝缘距离和再击穿电压大小的确定密切相关。虽然人们已经将注意力集中在电弧放电危害的计算以及合适的个人保护设备的选择上,电弧的物理特性却没有得到多少关注。对高压长间隙电弧故障进行的相关研究较多,对具有动态特性的中低压电弧故障的研究较少。本文充分讨论了中低压短间隙电弧的动态特性。首先,本文从理论上介绍了电弧的基本概念、形成、组成、分类等电弧的物理特性以及影响电弧特性的不同因素,根据电弧的物理特性分别对交直流电弧的伏安特性及其燃烧与熄灭进行了详细分析,在交直流电弧试验的基础上总结了电弧的伏安特性。然后,本文分别从电弧电流、电弧能量以及电弧电压等方面介绍了电弧的建模,重点分析了一些经典的电弧经验模型和黑盒模型,针对低压短间隙电弧（系统电压为208V至600V、电极间隙为5mm至75mm）,本文在Mayr电弧模型的基础上建立了电弧电压梯度计算的数学模型。此外,由于电弧试验现场操作中存在耗时严重、试验成本过于昂贵、及因电弧自身特性与环境因素造成的试验的不可控性,为了克服现场试验的局限性,获得准确的电弧电压参数,本文提出了一种基于磁流体动力学（MHD）的电弧放电仿真方法并验证了其有效性,可将其作为数学模型的补充。最后,为了方便工业现场应用,针对传统电弧电压经验模型的不足,本文通过分析不同系统电压（208V、480V和600V）、不同故障电流（500A至25kA）和不同间隙宽度（5mm至75mm）条件下测试案例的MHD仿真结果,提出了一种简化的电弧电压梯度模型来估算电弧电压梯度。
李铭书[9]（2018）在《污泥处理用热等离子体基本特性及污泥处理产物特性研究》文中研究表明随着工业化和城镇化加速发展,我国污泥产量随着污水处理设施的增加而大幅增加,然而目前污泥处理能力不足,污泥处理处置形势严峻。随着日趋严格的环境标准,及国家对能源回收利用要求的逐步提高,探索、发展污泥无害化、资源化处理技术意义重大。基于此,本文对热等离子体技术处理污泥进行探索,研究了热等离子体在污泥无害化和资源化利用方面的基本特征及变化规律。主要研究内容及结论如下:1、基于有限元分析方法,开展热等离子体多物理场数值模拟研究。在建立转移弧热等离子体模型的基础上,研究了氩气、氦气、氮气、空气、二氧化碳等工作气体对热等离子体基本特性的影响,以及放电参数、电极形状、喷嘴结构对热等离子体基本特性的影响。同时,建立了非转移弧热等离子体及射流的模型,研究了放电参数对温度场分布特性的影响。基于模拟结果,探讨了适合热等离子体处理污泥的工作气体选择和热等离子喷枪的参数设计,并开展了热等离子体污泥处理反应器设计。2、开展热等离子体工作基本特性实验研究。主要包括伏安特性及其影响因素、发射光谱诊断和射流特性研究等。实验结果表明,处理污泥用热等离子体呈典型电弧放电的伏安特性。可通过增大电流或增大气体流量的方法提高热等离子体输出功率。相同放电参数时,电压和功率大小为:二氧化碳>氮气>氩气。热等离子体发射光谱诊断结果表明,氮气和二氧化碳作为工作气体较氩气具有更高的温度和电子密度,在100 A、10 L/min时氮气和二氧化碳热等离子体射流焰心温度可到10000 K以上,电子密度可达1023 m-3,此时热等离子体达局部热力学平衡。热等离子体射流形态的影响参数研究表明,相同放电参数下,氮气和二氧化碳较氩气具有更长的热等离子体射流,在100 A、5 L/min时,氮气和二氧化碳射流可达35 cm,维持稳定及较长弧长的热等离子体射流。工作电流和气体流量等放电参数可有效调节热等离子体射流形态。3、开展热等离子体处理污泥的基本特性实验研究。分别采用转移弧热等离子体和非转移弧热等离子体,开展了热等离子体处理污泥样品的实验研究。考察了污泥含水率、工作气体种类、工作电流等对热等离子体气体产物的影响规律,以及污泥热等离子体处理后残渣的基本特性。当采用转移弧热等离子体,以二氧化碳为工作气体处理焦化厂剩余污泥时,气体成分以CO和H2为主,未检出复杂气体化合物,气体热值达8.43 MJ/m3,具有回收利用的价值;当采用非转移弧热等离子体,以氮气为工作气体处理市政污泥时,气体产物热值可达5.10 MJ/m3,而以二氧化碳为工作气体时,气体热值可达9.20MJ/m3。同时发现,污泥含水率的增加能有效促进热等离子体合成气的生成,提高了H2/CO比例,当含水率增大到65%时,H2/CO比例提高至2.0,这表明H2/CO比例的调整可拓展合成气资源化利用范围。对比两种热等离子体气体产物特性可知,相对转移弧热等离子体,非转移弧热等离子体对污泥样品要求不高,具有更简易的操作方式、更小的工作气体流量、灵活可控的工作参数,并适用于高含水率的污泥处理,因而更具有应用价值。热等离子体处理后的固体残渣分析表明,固体残渣的重金属浸出浓度远低于危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）浓度限值,添加二氧化硅有助于降低重金属浸出浓度。固体残渣呈无定形态,微观表面致密平整,比表面积显着减小,密度显着增大,市政污泥固体残渣和焦化污泥固体残渣的比表面积分别降低为污泥样品的12.90%和40.86%,密度分别增至干燥污泥样品的2.33和1.65倍,减容率分别为57.08%和39.40%。上述研究结果表明,热等离子体技术处理污泥可有效实现无害化及资源化回收利用,并具有明显的减量化效果。热等离子体可有效处理较高含水率污泥,并能拓展合成气资源化利用范围,为污泥处理处置提供新思路。
周岩[10]（2018）在《新型等离子体合成射流及其激波控制特性研究》文中进行了进一步梳理流动控制技术对于人类的生产、生活具有十分重要的应用价值,在各类军事需求、经济需求的推动下,以科学理论为指导并借助微机电系统、材料科学和计算流体力学的发展,流动控制技术不断取得突破性进步。本世纪初随着X-43A等飞行器的试飞成功,高超声速飞行器的研究进入快速发展阶段,作为高超声速飞行器技术突破的关键环节,新型流动控制技术特别是高速主动流动控制技术的研究与探索具有重要意义。包括零质量、非零质量射流在内的射流式激励器和以直流辉光放电为代表的等离子体式激励器是出现较早且研究最为活跃的两类高速主动流动控制激励器,针对两种激励器的研究积累了丰富成果,等离子体合成射流激励器正是在这两类激励器基础上出现的交叉融合,由于兼具射流式激励器诱导射流速度高、穿透能力强以及等离子体式激励器响应速度快、无活动部件或流体供应装置、激励频带宽的优势,在高速流动控制领域展现出良好应用前景,极有可能成为高速流场主动流动控制技术从实验室走向实际工程应用的突破口。为了推进等离子体合成射流激励器流动控制实用化水平的提高,本文以实验手段为主,结合一定的理论分析和数值模拟,开展了等离子体合成射流激励器工作特性和超声速/高超声速流场激波控制特性的研究,针对其所面临的三大应用难题——能量效率问题（长时间周期激励问题）、阵列协同问题（大空间尺度激励问题）和高空稀薄气体环境适应性问题（宽领域范围激励问题）分别开展了相关研究,旨在突破等离子体合成射流技术在实际中的应用,增强其在高速流场主动流动控制领域的应用优势。为了实现激励器长时工作并降低电源系统体积重量,开展了等离子体合成射流激励器完整能量传递过程分析和能量效率计算,典型工况总能量效率约为11.3%,其中放电、加热及喷射各过程的转化效率分别为40%、64%和44.2%。由于放电过程处于能量传递路径的上游,因此附加电阻带来的损失较为显着,在等离子体合成射流的能量构成中,射流热能占据主体,占比超过90%。“大电极间距、小电容容量”的参数匹配对于提高放电效率和加热效率均有帮助。首次开展了新型自增压式头部逆向喷流等离子体合成射流激励器工作特性及其钝头体头部激波控制和减阻特性研究,与静止环境或横向射流激励器特性不同,逆向喷流激励器在一次放电后可以产生较明显的多级射流,有利于延长单次放电后激励作用的时间。由于作用范围的不同等离子体合成射流与头部弓形激波存在局部凸起和全局覆盖两种典型的干扰模式。实现了对钝头体的有效减阻,马赫3条件下钝头体峰值减阻率约70%,单次放电最大减阻收益5.35 J。开展了低频大能量、高频小能量横向喷流等离子体合成射流激励器激波控制特性研究。首次采用高频脉动压力测量手段获得了受控斜劈激波波后壁面压力变化,实现了低频大能量射流对激波的显着弱化,马赫3条件下斜劈壁面压力最大降低79%。实现了2500赫兹高频小能量射流对激波非定常性的调制,且受控激波摆动幅度扩大3.6倍。首次开展了等离子体合成射流高超声速流动控制实验研究,对于头部逆向喷流激励器,高超声速来流在头部的滞止作用使得激励器具有自增压特性,因此其构型可以沿用超声速流场相同激励器,结果表明头部逆向喷流激励器在马赫数增加后的高超声速流场中可以延续其优良控制特性,并且由于头部激波的脱体距离随着马赫数的增加而减小,逆向喷流对于激波脱体距离的增大效果更为显着,在最强干扰时刻头部激波脱体距离增大约4.6倍（超声速条件下最大为3.2倍）。为了克服高超声速流场低静压稀薄气体环境问题,基于高超声速流场能量综合利用的思想,设计了两种不同增压方式的新型等离子体合成射流激励器,即集气腔（间接）增压式、冲压进气道（直接）增压式激励器。集气腔增压式激励器低压仓原理性实验表明射流峰值速度由256 m/s提升至507 m/s,表明腔体增压对激励器控制力具有显着提升作用,高超声速风洞实验结果表明,在82 kPa增压压力条件下,等离子体合成射流最大使得25度斜劈激波角度减小约3°。冲压进气道增压式激励器实验结果表明,对于无台阶和6 mm高度台阶激励器,腔体增压比分别约为4.72和7.69倍,由于分离激波和背风斜面使得射流出口附近流速降低,因此射流的穿透能力和对主流的干扰作用显着增强。实现了两电极等离子体合成射流激励器串/并联协同阵列工作。串联式激励器阵列,电源结构简单、易实现轻小型化,放电效率基本与单个激励器相同。串联式阵列击穿放电机理源于直连-悬浮电极的预放电诱导作用,击穿电压取决于总电极间距,随着出口间距的减小,射流卷吸作用增强,速度提高。并联式激励器阵列各个激励器的开闭状态、工作频率、工作相位等都可单独控制,因此其控制特性更加灵活、控制效果更为可控,激励器相位差工作特性可以克服由腔体回填较慢带来的流激励器“饱和频率”限制,实现激励频率的倍增。
二、低压电弧等离子体射流的温度测量（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、低压电弧等离子体射流的温度测量（论文提纲范文）
（1）低温低压和常压等离子体设备的搭建及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 等离子体概述 |
| 1.2.1 等离子体的概念 |
| 1.2.2 等离子体的分类和应用 |
| 1.3 等离子体设备技术发展进程 |
| 1.3.1 低压等离子体技术的发展 |
| 1.3.2 常压等离子体技术的发展 |
| 1.4 等离子体的诊断方法 |
| 1.4.1 Langmuir静电探针法 |
| 1.4.2 原子发射光谱 |
| 1.5 论文主要研究内容和框架 |
| 第二章 低温低压等离子体设备的搭建和改进 |
| 2.1 典型低压气体放电结构 |
| 2.1.1 直流辉光放电等离子体 |
| 2.1.2 平行板式电容耦合等离子体(CCP) |
| 2.1.3 微波等离子体(MP) |
| 2.1.4 电感耦合等离子体(ICP) |
| 2.2 CCEP的搭建 |
| 2.2.1 射频电路和工作原理 |
| 2.2.2 射频天线 |
| 2.2.3 射频电源的选择和外控电源 |
| 2.2.4 匹配和调谐电容 |
| 2.3 CCEP和 ICP的比较 |
| 2.3.1 放电亮度和稳定性 |
| 2.3.2 电子浓度和温度 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 低温常压等离子体设备的搭建和改进 |
| 3.1 典型CAP产生的原理和结构 |
| 3.1.1 产生低温等离子体的气体放电方式 |
| 3.1.2 产生CAP射流的典型构造 |
| 3.2 CAP射流的搭建和改进 |
| 3.3 结构改进CAP的表征 |
| 3.3.1 伏安特性、温度特性 |
| 3.3.2 CAP射流的光谱分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 低温等离子体的医学应用研究 |
| 4.1 实验材料和方法 |
| 4.1.1 实验材料 |
| 4.1.2 细胞培养 |
| 4.1.3 PAM制作方法和细胞增殖实验的检测方法 |
| 4.1.4 生物电镜样本制备 |
| 4.1.5 动物实验流程和CAP处理肿瘤的方式 |
| 4.2 等离子体处理乳腺癌的效果 |
| 4.2.1 细胞实验效果 |
| 4.2.2 动物实验效果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读专业硕士学位期间发表的论文 |
（2）等离子体粒子束切割技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 等离子体简介 |
| 1.2.1 等离子体定义 |
| 1.2.2 等离子体的种类 |
| 1.2.3 等离子体物理基础 |
| 1.3 等离子体形成理论 |
| 1.3.1 气体放电 |
| 1.3.2 电弧放电 |
| 1.4 电弧等离子体炬 |
| 1.5 本论文主要研究内容 |
| 第二章 非热电弧等离子体静态仿真研究 |
| 2.1 等离子体击穿判据 |
| 2.2 仿真与分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 非热电弧等离子体切割模型设计 |
| 3.1 气体流动理论 |
| 3.1.1 气体的基本物理性质 |
| 3.1.2 一维定常可压缩气体流动 |
| 3.1.3 流速与截面的关系推导 |
| 3.2 物理模型设计及可行性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 等离子体粒子束切割技术实验 |
| 4.1 实验设计 |
| 4.2 实验流程 |
| 4.2.1 气路预测试实验 |
| 4.2.2 等离子体粒子束切割实验 |
| 4.3 数据分析与总结 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作的总结 |
| 5.2 未来工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（3）多断口压缩自灭弧结构熄弧及介质强度恢复研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外线路防雷研究现状 |
| 1.2.1 现有雷击防护研究 |
| 1.2.2 “疏导-阻塞混合型”方法 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 放电通道电弧发展及物理特性 |
| 2.1 电弧理论研究 |
| 2.2 电弧热力学平衡 |
| 2.3 空气非平衡态电弧等离子体特性 |
| 2.3.1 空气非平衡态电弧等离子体微粒碰撞 |
| 2.3.2 空气电弧组分基本方程 |
| 2.3.3 空气电弧等离子体双温度模型 |
| 2.3.4 空气电弧等离子体配分函数 |
| 2.3.5 空气电弧等离子体组分的求取 |
| 2.4 空气电弧等离子体物性参数 |
| 2.4.1 热力学参数 |
| 2.4.2 输运参数 |
| 2.5 电弧等离子体物理特性 |
| 2.5.1 电弧温度 |
| 2.5.2 电弧直径 |
| 2.5.3 电弧能量 |
| 2.5.4 交流电弧伏安特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 压缩多断口气流与电弧运动特性 |
| 3.1 电弧压缩运动特性分析 |
| 3.1.1 压缩电弧通道模型 |
| 3.1.2 电弧压缩态形成机理研究 |
| 3.2 多断口压缩气流场 |
| 3.2.1 电弧与气流对流换热 |
| 3.2.2 对流换热受气流形态的影响 |
| 3.3 气流场与电弧耦合运动特性 |
| 3.3.1 磁流体力学方程组基本形式 |
| 3.3.2 边界层积分方法求解 |
| 3.3.3 介质击穿阶段的双流体模型 |
| 3.3.4 多断口气流对电弧分段的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 放电通道熄弧和介质强度恢复特性及仿真 |
| 4.1 放电通道的熄弧原理 |
| 4.1.1 粒子游离判据 |
| 4.1.2 电弧长度判据 |
| 4.1.3 电弧温度判据 |
| 4.2 介质强度恢复特性 |
| 4.2.1 介质强度恢复中电场 |
| 4.2.2 介质强度恢复中的临界击穿判据 |
| 4.3 熄弧与介质强度恢复仿真 |
| 4.3.1 仿真软件使用 |
| 4.3.2 建模和参数设置 |
| 4.3.3 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 试验研究及实际应用 |
| 5.1 试验研究 |
| 5.1.1 雷电冲击放电电压试验 |
| 5.1.2 雷电冲击伏秒特性试验 |
| 5.1.3 工频耐受电压试验 |
| 5.1.4 大电流冲击耐受试验 |
| 5.1.5 工频续流遮断试验 |
| 5.2 实际应用情况 |
| 5.2.1 现场运行安装分析 |
| 5.2.2 安装CSAE后的雷击跳闸次数计算 |
| 5.2.3 安装CSAE后的雷击跳闸次数计算算例 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.1.1 理论研究 |
| 6.1.2 仿真模拟 |
| 6.1.3 科学试验 |
| 6.1.4 实际应用 |
| 6.1.5 主要创新点 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 学术论文与学位论文章节对应表 |
（4）热喷涂等离子射流特性的诊断及涂层制备研究（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 等离子喷涂技术 |
| 1.2.1 等离子喷涂的原理 |
| 1.2.2 等离子喷涂特性 |
| 1.2.3 等离子喷涂送粉方式 |
| 1.2.4 等离子喷涂技术的应用与发展 |
| 1.3 等离子射流特性研究 |
| 1.3.1 直接测量法 |
| 1.3.2 光谱测量法 |
| 1.3.3 数值模拟法 |
| 1.4 射流特性对制备涂层的影响 |
| 1.4.1 射流能量的影响 |
| 1.4.2 等离子气体成分的影响 |
| 1.4.3 喷嘴形状的影响 |
| 1.4.4 涂层的制备研究 |
| 1.5 等离子射流特性诊断存在的问题 |
| 1.5.1 等离子射流的热力学状态 |
| 1.5.2 等离子射流特性研究现状 |
| 1.5.3 等离子射流特性诊断存在的问题 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 2 大气下热喷涂等离子射流测量原理及射流特性诊断研究 |
| 2.1 光谱测量原理与装置 |
| 2.1.1 电子温度测量原理 |
| 2.1.2 电子密度的计算 |
| 2.1.3 电离程度计算方法 |
| 2.2 光谱测量结果与讨论 |
| 2.2.1 电子温度测量 |
| 2.2.2 电子密度测量 |
| 2.2.3 电离程度测量 |
| 2.3 焓探针测量原理与装置 |
| 2.3.1 焓探针测量装置及其结构 |
| 2.3.2 等离子温度的焓探针测量 |
| 2.3.3 等离子射流速度的焓探针测量 |
| 2.4 焓探针测量结果与讨论 |
| 2.4.1 焓探针测量的灵敏度与精度分析 |
| 2.4.2 等离子温度的焓探针测量 |
| 2.4.3 等离子射流速度 |
| 2.5 焓探针与发射光谱测量结果对比研究 |
| 2.6 小结 |
| 3 低压/超低压下热喷涂等离子射流特性研究 |
| 3.1 低压/超低压下焓探针与发射光谱诊断方法 |
| 3.1.1 低压/超低压下焓探针测量 |
| 3.1.2 低压/超低压下发射光谱诊断技术 |
| 3.2 低压/超低压下热喷涂等离子射流特性测量结果 |
| 3.2.1 止滞压力、电子温度和电子密度的轴向分布 |
| 3.2.2 射流中止滞压力、电子温度和电子密度的径向分布 |
| 3.3 低压/超低压下等离子射流结构分析 |
| 3.3.1 喷嘴内与喷嘴出口处压力随着真空室压力的演变 |
| 3.3.2 不同真空室压力下等离子射流流动状态分析 |
| 3.4 焓探针与发射光谱测温结果对比分析 |
| 3.5 小结 |
| 4 低压/超低压下喷枪喷嘴对射流特性的影响 |
| 4.1 喷嘴的结构设计 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.2.1 射流特性分析 |
| 4.2.2 喷枪热效率 |
| 4.2.3 喷枪电特性 |
| 4.2.4 粉末在射流中的熔化与蒸发 |
| 4.3 小结 |
| 5 射流特性对YSZ涂层制备影响研究 |
| 5.1 喷嘴形状和真空室压力对YSZ涂层微观组织结构的影响 |
| 5.1.1 实验方法 |
| 5.1.2 实验结果 |
| 5.1.3 喷嘴形状和真空室压力影响分析 |
| 5.2 气体成分对YSZ涂层微观结构的影响 |
| 5.2.1 实验方法 |
| 5.2.2 实验结果 |
| 5.2.3 气体成分影响分析 |
| 5.3 射流能量对YSZ涂层微观结构及性能的影响 |
| 5.3.1 实验方法 |
| 5.3.2 实验结果 |
| 5.3.3 射流能量影响分析 |
| 5.4 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间科研成果 |
| 致谢 |
（5）宽幅大气压等离子体发生器研制及石英玻璃表面处理（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 等离子体与气体放电 |
| 1.3 大气压等离子体发生器概述 |
| 1.3.1 大气压电弧放电等离子体炬研究进展 |
| 1.3.2 大气压辉光放电等离子体射流研究进展 |
| 1.3.3 大气压大面积等离子体发生器研究进展 |
| 1.4 大气压等离子体的应用 |
| 1.4.1 大气压等离子体材料表面改性 |
| 1.4.2 大气压等离子体生物医学方面的应用 |
| 1.5 本文研究内容与创新点 |
| 第二章 宽幅大面积等离子体实验装置与诊断 |
| 2.1 宽幅大面积等离子体发生器设计与等离子体放电 |
| 2.2 等离子体电学诊断 |
| 2.2.1 宽幅等离子体发生器电学分析 |
| 2.2.2 不同工作气体的电学测试 |
| 2.3 等离子体光学诊断 |
| 2.3.1 等离子体发射光谱 |
| 2.3.2 等离子体振动温度测量 |
| 2.3.3 等离子体转动温度测量 |
| 2.3.4 等离子体宏观温度测量 |
| 2.4 宽幅大气压等离子体发生器与传统装置对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 大气压等离子体材料处理与表征 |
| 3.1 等离子体材料处理 |
| 3.2 材料表征方法 |
| 3.2.1 水接触角(WCA) |
| 3.2.2 原子力显微镜(AFM) |
| 3.2.3 X射线光电子能谱(XPS) |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 石英玻璃亲水性改善变化分析 |
| 4.1 不同处理时间下石英玻璃亲水性变化 |
| 4.2 不同处理时间下石英玻璃表面形貌变化 |
| 4.3 等离子体处理前后石英玻璃表面元素变化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高频高压等离子体电源设计研究 |
| 5.1 高频逆变电源工作原理与状态分析 |
| 5.2 电路设计 |
| 5.3 高频变压器 |
| 5.4 高频高压电源测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 存在问题与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间公开发表的论文及科研成果 |
| 致谢 |
（7）磁控高效GMAW电弧—熔滴耦合行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 高效GMAW工艺研究现状 |
| 1.2.1 大电流GMAW工艺 |
| 1.2.2 双丝(多丝)焊接工艺 |
| 1.2.3 复合焊接工艺 |
| 1.3 磁控焊接技术研究现状 |
| 1.3.1 磁控焊接电弧行为 |
| 1.3.2 磁控熔滴过渡行为 |
| 1.4 电弧-熔滴耦合行为研究现状 |
| 1.4.1 熔滴过渡的分类 |
| 1.4.2 熔滴过渡实验研究方法 |
| 1.4.3 有关熔滴过渡的研究理论 |
| 1.4.4 电弧-熔滴耦合行为数值模拟研究现状 |
| 1.5 主要研究内容与技术路线 |
| 1.6 论文的创新点 |
| 第2章 磁控高效GMAW试验研究 |
| 2.1 试验系统 |
| 2.1.1 大电流GMAW焊接电源 |
| 2.1.2 外加磁场的产生与计算 |
| 2.1.3 熔滴过渡信息采集系统 |
| 2.2 影响GMAW焊丝熔化速率的因素 |
| 2.2.1 焊接电流和干伸长的影响 |
| 2.2.2 焊接电压和保护气体的影响 |
| 2.3 大电流GMAW熔滴过渡行为研究 |
| 2.3.1 大电流MIG焊熔滴过渡行为研究 |
| 2.3.2 大电流MAG焊熔滴过渡行为研究 |
| 2.4 外加磁场对GMAW熔滴过渡行为的影响 |
| 2.4.1 磁控MIG焊熔滴过渡行为研究 |
| 2.4.2 磁控MAG焊熔滴过渡行为研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 大电流GMAW熔滴过渡行为数值模拟研究 |
| 3.1 数学物理模型 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.1.3 计算域与边界条件 |
| 3.1.4 数值处理与求解 |
| 3.2 计算结果 |
| 3.2.1 滴状过渡 |
| 3.2.2 射流过渡 |
| 3.2.3 旋转射流过渡 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 外加磁场作用下焊接电弧行为数值模拟研究 |
| 4.1 磁控GTAW电弧数学物理模型及计算结果 |
| 4.1.1 基本假设 |
| 4.1.2 控制方程 |
| 4.1.3 计算域与边界条件 |
| 4.1.4 数值处理与求解 |
| 4.1.5 计算结果 |
| 4.2 磁控GMAW电弧数学物理模型及计算结果 |
| 4.2.1 数学物理模型的调整 |
| 4.2.2 计算结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 外加磁场作用下GMAW电弧-熔滴耦合行为数值模拟研究 |
| 5.1 数学物理模型 |
| 5.1.1 控制方程 |
| 5.1.2 计算域与边界条件 |
| 5.1.3 数值处理与求解 |
| 5.2 外加磁场对熔滴滴状过渡的影响 |
| 5.2.1 无外加磁场 |
| 5.2.2 外加直流轴向磁场 |
| 5.3 外加磁场对熔滴旋转射流过渡的影响 |
| 5.3.1 熔滴旋转射流过渡临界电流现象 |
| 5.3.2 外加磁场对大电流MIG焊熔滴旋转射流过渡的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（8）低压短间隙电弧故障建模与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.2 电弧的国内外研究历史与现状 |
| 1.3 本文的主要贡献与创新 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 电弧物理特性 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 电弧的形成、组成及分类 |
| 2.2.1 电弧的形成 |
| 2.2.2 电弧的组成 |
| 2.2.3 电弧的分类 |
| 2.3 电弧的特性分析 |
| 2.3.1 直流电弧的特性分析 |
| 2.3.2 交流电弧的特性分析 |
| 2.3.3 电弧的伏安特性 |
| 2.3.4 影响电弧特性的因素 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电弧模型推导 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 电弧建模方法 |
| 3.3 电弧电流及能量模型 |
| 3.4 电弧电压经验模型 |
| 3.5 低压短间隙电弧电压梯度模型 |
| 3.5.1 电弧模型的一般形式 |
| 3.5.2 Cassie电弧模型 |
| 3.5.3 Mayr电弧模型 |
| 3.5.4 低压短间隙电弧电压梯度模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 电弧的磁流体动力学仿真 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 假设条件 |
| 4.3 控制方程 |
| 4.4 计算网格 |
| 4.5 参数设置 |
| 4.6 仿真流程 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 简化的电弧电压梯度模型 |
| 5.1 电弧MHD仿真案例研究 |
| 5.2 简化的电弧电压梯度模型 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（9）污泥处理用热等离子体基本特性及污泥处理产物特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 污泥的产生现状及处置技术 |
| 1.2 等离子体技术概况 |
| 1.3 热等离子体技术在环境领域中的应用概述 |
| 1.4 热等离子体技术处理污泥的研究进展 |
| 1.5 热等离子体数值模拟研究进展 |
| 1.6 课题研究内容 |
| 2 实验原料、装置与方法 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.3 实验设备与试剂 |
| 2.4 实验方法 |
| 2.5 数值模拟算法 |
| 3 热等离子体多物理场模型及数值模拟研究 |
| 3.1 热等离子体模型建立与研究 |
| 3.2 热等离子体数值模拟初步研究 |
| 3.3 非转移弧热等离子体及射流模拟研究 |
| 3.4 基于温度场的反应器初步设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 热等离子体及射流基本特性实验研究 |
| 4.1 热等离子体伏安特性研究 |
| 4.2 热等离子体发射光谱诊断 |
| 4.3 热等离子体射流特性研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 热等离子体处理污泥的基本特性实验研究 |
| 5.1 污泥属性研究 |
| 5.2 热等离子体处理污泥初步试验研究 |
| 5.3 热等离子体处理污泥气体产物特性研究 |
| 5.4 热等离子体处理污泥固体残渣研究 |
| 5.5 固体残渣理化特性研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结、展望和创新点 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读博士学位期间所着论文目录 |
（10）新型等离子体合成射流及其激波控制特性研究（论文提纲范文）
| 符号表 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 高速流动控制技术研究进展 |
| 1.2.1 被动式高速流动控制技术 |
| 1.2.2 主动式高速流动控制技术 |
| 1.3 等离子体合成射流激励器研究进展 |
| 1.3.1 激励器结构优化 |
| 1.3.2 实验观测方法 |
| 1.3.3 数值仿真方法 |
| 1.4 进展小结与问题的提出 |
| 1.5 本文主要内容与章节安排 |
| 第二章 等离子体合成射流激励器能量效率特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验及数值计算方法 |
| 2.2.1 实验方法 |
| 2.2.2 等离子体合成射流零维简化模型 |
| 2.3 能量效率计算方法 |
| 2.3.1 放电效率 |
| 2.3.2 加热效率 |
| 2.3.3 喷射效率 |
| 2.4 能量效率参数影响规律 |
| 2.4.1 放电效率 |
| 2.4.2 加热效率 |
| 2.4.3 喷射效率 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 新型等离子体合成射流超声速流场激波控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验条件 |
| 3.2.1 超声速风洞 |
| 3.2.2 等离子体合成射流激励器电源系统 |
| 3.2.3 实验加工及测试方法 |
| 3.3 新型逆向等离子体合成射流激波控制及减阻 |
| 3.3.1 实验模型 |
| 3.3.2 流场特性分析 |
| 3.3.3 放电和减阻能量分析 |
| 3.3.4 出口直径的影响 |
| 3.3.5 钝头体直径的影响 |
| 3.3.6 放电电容的影响 |
| 3.4 低频高能横向等离子体合成射流激波弱化及消除控制 |
| 3.4.1 实验模型 |
| 3.4.2 激波弱化和消除特性 |
| 3.4.3 放电电容的影响 |
| 3.4.4 出口直径的影响 |
| 3.4.5 出口位置的影响 |
| 3.4.6 激波发生器构型的影响 |
| 3.5 高频低能耗横向等离子体合成射流激波摆动控制 |
| 3.5.1 典型控制工况 |
| 3.5.2 参数影响规律 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 新型等离子体合成射流高超声速流场控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验条件 |
| 4.2.1 高超声速风洞 |
| 4.2.2 低压环境模拟仓 |
| 4.2.3 NPLS及压力测量 |
| 4.3 新型逆向等离子体合成射流高超声速流场控制 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 流场特性分析 |
| 4.4 集气腔增压式等离子体合成射流激励器 |
| 4.4.1 集气腔增压式激励器原理性验证 |
| 4.4.2 集气腔增压式激励器高超声速流场工作特性 |
| 4.5 冲压式等离子体合成射流激励器 |
| 4.5.1 冲压式激励器工作特性数值仿真 |
| 4.5.2 冲压式激励器工作特性实验研究 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 等离子体合成射流激励器阵列工作特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 串联式等离子体合成射流激励器阵列工作特性 |
| 5.2.1 串联放电电源系统 |
| 5.2.2 放电特性 |
| 5.2.3 流场特性 |
| 5.3 并联式等离子体合成射流激励器阵列工作特性 |
| 5.3.1 并联放电电源系统 |
| 5.3.2 放电特性 |
| 5.3.3 流场特性 |
| 5.3.4 非同步工作特性 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论和创新点 |
| 6.1.1 结论 |
| 6.1.2 创新点 |
| 6.2 对下一步研究工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、低压电弧等离子体射流的温度测量（论文参考文献）
- [1]低温低压和常压等离子体设备的搭建及其应用研究[D]. 周鑫. 江南大学, 2021(01)
- [2]等离子体粒子束切割技术研究[D]. 吴丹阳. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]多断口压缩自灭弧结构熄弧及介质强度恢复研究[D]. 黄上师. 广西大学, 2020
- [4]热喷涂等离子射流特性的诊断及涂层制备研究[D]. 孙成琪. 大连海事大学, 2020(04)
- [5]宽幅大气压等离子体发生器研制及石英玻璃表面处理[D]. 张潇漫. 苏州大学, 2020
- [6]新型大气长层流等离子体喷涂方法和研究进展[J]. 李成新,刘森辉,张惠宇,李长久,李露,黄佳华,徐攀. 中国表面工程, 2019(06)
- [7]磁控高效GMAW电弧—熔滴耦合行为研究[D]. 肖磊. 兰州理工大学, 2020(01)
- [8]低压短间隙电弧故障建模与仿真[D]. 聂义民. 电子科技大学, 2019(01)
- [9]污泥处理用热等离子体基本特性及污泥处理产物特性研究[D]. 李铭书. 华中科技大学, 2018(01)
- [10]新型等离子体合成射流及其激波控制特性研究[D]. 周岩. 国防科技大学, 2018(01)