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相似文献
 共查询到15条相似文献,搜索用时 46 毫秒
1.
将精确计算的粒子配分函数和德拜理论的修正应用到Eindhoven微观电弧模型中,计算了电弧等离子体的粒子数密度;在此基础之上,分析了Sptizer模型的局限性,推导出了库伦对数的精确表达式,提出了一种新的电导率的模型;模拟计算了温度范围为400—50000K,不同压强(0. 1、1和10MPa)条件下水中放电等离子的电导率变化;模拟结果表明:水中放电等离子体的电导率随温度的升高整体呈上升趋势;低温条件下,电导率随压强的增大而减小,而高温条件下,电导率随压强的增大而增大。  相似文献   

2.
等离子体的宏观特性和内部微观过程紧密联系在一起。研究等离子体粒子组分构成以及对组分有强烈依赖关系的热力学参数、输运参数等物性参数,将为深入了解等离子体的形成机理奠定微观理论基础。笔者从元素化学计量守恒、道尔顿分压定律、质量作用定律、等离子体电荷准中性条件出发,总结了计算平衡态和非平衡态等离子体化学组分的基本方法。在此基础上,介绍了等离子体热力学参数(质量密度、焓值、熵值与比热)和输运参数的计算方法,并阐述了目前等离子体物性参数计算研究中存在的主要问题。  相似文献   

3.
总结和比较了当前主要的几种等离子体微观模型: Potapov模型、Eindhoven模型、基于动力学的模型和基于最小吉布斯自由焓原理的模型。前两种模型的理论依据都是道尔顿分压定律、质量作用定律、电荷准中性条件与化学计量平衡条件,但质量作用定律和配分函数的表达式不同:后两种一个是从化学反应动力学的角度,一个是从热力学和统计物理的基本定义出发,来描述等离子体的微观过程。分平衡态和非平衡态阐述了模型的变化:推荐了Eindhoven模型作为工程计算用的首选模型。  相似文献   

4.
纵向磁场作用下真空电弧等离子体的微观参数变化趋势对于真空电弧的发展和能量变化有着重要的意义。文中基于气体动力学的漂移扩散方程,耦合电场计算的泊松方程,仿真分析了真空电弧在液态金属桥断裂之后,极间充满了大量的Cu金属蒸气后,到电弧等离子形成的这段非平衡态过程。考虑了真空电弧等离子体中微观电子、离子与金属蒸气分子间的碰撞、重组及粒子的漂移、扩散等复杂变化情况,建立了纵向磁场影响下非平衡态真空电弧的微观模型。数值模拟并分析了不同磁场强度对电弧等离子区微观参数的影响及变化规律。仿真结果表明:随着纵向磁场的增大,阴极与阳极鞘层的电场强度减小,有利于电弧熄灭;同时电极过程减弱,电子和铜离子的数密度均减小,阳极表面的电子温度分布均匀且减小,有利于抑制真空电弧能量的提高。  相似文献   

5.
在电弧等离子体处于稳态热平衡条件下,针对密封式电磁继电器,从主要的化学反应过程出发,考虑反应产生的化合物都是气态的假设,建立了描述电弧微观特性的物理模型,并以铜触头和高纯氮气氛条件为例,分别计算了纯氮气和混有一定量铜蒸气的高纯氮气工作环境下电弧的微观参数.计算结果表明,在氮气为主体的情况下,氮和铜元素的比例变化对电弧等离子体中各种粒子的数密度的影响很小.  相似文献   

6.
高温氮气电弧等离子体物性参数的计算分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
王伟宗  荣命哲  吴翊  苏海博  杨飞 《高电压技术》2010,36(11):2777-2784
等离子体的宏观特性与其内部的微观过程紧密联系在一起。研究电弧等离子体不同粒子组分构成以及对组分有强烈依赖关系的热力学参数、输运参数,将为深入了解电弧等离子体的形成机理奠定微观理论基础,并为利用磁流体动力学(MHD)仿真研究电弧特性提供前提条件。假定氮气电弧等离子体处于局部热力学平衡态(LTE),介绍了求解电弧等离子体物性参数的基本原理,采用最新的配分函数计算方法和碰撞积分参数,给出了不同气压条件下(0.01、0.1、0.3、0.5和1 MPa)、不同温度范围内(300~40 000 K)氮气电弧等离子体热力学参数与输运参数的最新计算结果,并与以往文献中的部分结果进行了对比与分析。结果表明,氮气电弧等离子体热力学参数与输运参数的计算结果与文献中较近的计算结果十分接近;微小差别的产生,主要来源于配分函数和碰撞积分的差异。  相似文献   

7.
高温电弧等离子体点火器特性实验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
等离子体点火器可以产生高温等离子体射流来提高点火效率,点火器的特性决定着等离子体点火的效果。笔者利用建立的实验测量系统,测量了不同点火器电极间距和介质气体流量下等离子体点火器的特性,并对实验结果进行了分析。实验结果表明:电极间距要控制在一定范围内防止维持电压过大而使放电变得困难且放电稳定性降低;点火器极间电流随介质流量的增大逐渐变小;点火器射流长度随介质流量的增大先增大后减小。  相似文献   

8.
真空电弧镀膜中等离子体参数的实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文运用Lansmuir静电探针技术,对真空电弧镀膜过程中,基片鞘层附近区域的电子能量电子密度值及其受基片偏压影响而改变的关系进行了实验测量。结果表明,在环境压力为5.32Pa电弧电流为75A,进行钛金属薄膜沉积时,等离子体参数的特征值表征为电子能量值1~5eV.电子密度值1011cm-3左右;且随着基片偏压值的增大,电子能量有缓慢的增加,而电子密度则显著下降。最后,对测量结果进行了分析与讨论。  相似文献   

9.
臧春艳  何俊佳  周玮 《高压电器》2008,44(3):197-200
氮气是开关电器的各类保护性气体中比较常见的一种,以其化学稳定性好、性价比高而得到广泛应用。但即使是高纯氮气也不可避免含有其他杂质气体,其中部分气体会对氮气气氛下的电弧产生较大的影响,从而影响触头灭弧和侵蚀特性。笔者针对高纯氮气中混有部分氧气的情况建立了热平衡态电弧微观模型,对电弧微观参数进行了计算,并改变N和O元素的比例来分析氧气的影响,得到了一些有用的结论。  相似文献   

10.
为深入研究等离子体与不同性质发射药的相互作用,一个综合了热传导模型和动力学烧蚀模型的等离子体对发射药作用模型被用来评估不同性质的发射药的烧蚀特性。预估-校正算法被用来快速精确地求解模型,结合实验获得不同充电电压下不同类型发射药的烧蚀质量,最终获得不同性质发射药的平均输入能流、烧蚀率和发射药表面温度。实验与仿真结果表明:热传导系数的大小决定了发射药的烧蚀量,因而含硝化棉(NC)发射药中,烧蚀量的大小正比于NC的含量;发射药的烧蚀焓增加,则平均输入能流变大,烧蚀率降低和发射药表面温度减少;在输入相同的电源能量下,传统双基发射药的烧蚀质量最大,高能量密度低敏感发射药次之,硝铵发射药最低;然而随着充电电压的提升,硝铵发射药的烧蚀效率提升最为显著。  相似文献   

11.
针对电弧电流零区的仿真研究对于指导断路器研发设计、提高其开断能力进而深入认识零区电弧等离子体的发展过程具有重要意义。由于零区电弧等离子体的发展过程涉及气流、热、电磁场的共同作用,对该复杂过程的描述仍是研究工作的难点。由于电弧电流零区电弧动态行为的特殊性,研究早期提出的局部热力学平衡假设在这一阶段并不适用,预测的电弧行为与实际情况会产生一定偏差。近年来,基于热力学非平衡及化学非平衡假设的理论研究,展现出与实验较好的吻合性,成为现今电弧电流零区仿真计算的热点。本文分别介绍基于热力学非平衡和化学非平衡假设对电弧电流零区电弧等离子体仿真建模的发展情况,以及相关实验进展,并对未来电弧电流零区电弧等离子体仿真研究做了展望。  相似文献   

12.
曹春梅  丁庆伟 《中国电力》2013,46(6):99-102
采用数值模拟的方法开展了非平衡等离子体脱除烟气中NO的研究,考察了非平衡等离子体放电中的2个主要特征量(电子数密度ne和电子平均能量 )对NO脱除效率的影响。计算结果表明,NO脱除效率随电子数密度ne和电子平均能量 的变化而有不同程度的变化,相比较而言,电子数密度量级变化对NO脱除效率的影响更大。在NO初始分子浓度(粒子数密度)为1016 cm-3情况下,电子数密度较高(1017 cm-3)时,即使电子平均能量 低至4 eV,也可获得高达99%的NO脱除效率。当电子数密度和电子平均能量保持不变时,NO脱除效率随着NO初始分子浓度的增加而降低。  相似文献   

13.
为对10kW级氢电弧加热发动机中的流动与传热过程进行热力学及化学非平衡数值模拟研究,采用的数学物理模型中引入重粒子和电子能量方程考察发动机喷管内等离子体流动的热力学非平衡特性;引入氢原子、氢离子组分方程,结合总体连续方程和适当的化学反应,考察发动机喷管内等离子体流动的化学非平衡特性;数值计算所需的热力学和输运性质在求解过程中按照当地条件参数计算;控制方程组采用基于Roe格式的数值方法进行离散求解。计算获得的发动机性能参数与文献报道结果相比合理符合。数值模拟结果表明,在发动机喷管内壁面,电子和重粒子的温度差远大于沿发动机轴线的二者之差,说明在发动机内壁面附近电子和重粒子偏离热平衡状况比较明显。通过对各种氢组分在发动机内分布及演化过程分析表明,在发动机出口等离子体流动处于化学非平衡状态。  相似文献   

14.
孙素蓉  王海兴 《高电压技术》2013,39(7):1738-1744
获得覆盖较宽温度和压力范围内的热力学和输运性质是进行氪等离子体传热和流动过程研究的必要输入条件。为此,采用双温度Saha方程进行计算得到了氪等离子体的组分;采用基于将Chapman-Enskog方法扩展到高阶近似的方法,计算获得了电子温度(Te)与重粒子温度(Th)比范围为1~4、电子温度范围为300~30 000K、压力范围从0.01p0~10p0(p0=101.325kPa)的氪等离子体的粘性、热导率和电导率。研究结果表明,热力学非平衡参数(θ=Te/Th)和压力对氪等离子体的输运性质有较大的影响。随着压力的降低和热力学非平衡程度的增加,氪等离子体的粘性降低;偏离热力学非平衡的程度对热导率的峰值有显著影响,压力越大,高温区域的平动热导率就越大;高温区,电导率随着压力的升高而增大,在低温区,电导率随着压力的降低而增大。在局域热力学平衡条件下,计算获得的氪等离子体输运性质和文献报道的数据符合良好。  相似文献   

15.
在电弧等离子体的数值模拟研究中,阴极表面的温度及电流密度等参数的分布会直接影响到电弧弧柱区的等离子体特性。为了研究不同边界条件对电弧弧柱区等离子体特性的影响规律,采用双温度流体模型,通过给定阴极鞘层外缘不同的电流密度、电子及重粒子温度分布,对双射流直流电弧等离子体弧柱区的特性进行了二维数值模拟研究,并通过与实验测量结果的比较,讨论了不同边界条件的合理性。研究结果表明,在电弧弧电流及发生器几何参数不变的情况下,阴极鞘层外缘重粒子温度边界条件对计算得到的电弧弧柱区等离子体特性的影响可以忽略不计,电流密度对弧柱区等离子体流动特性有显著影响,而电子温度边界条件则对弧柱区电弧形貌及传热与流动特性均有显著的影响。  相似文献   

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