外部磁场对直流电弧等离子体放电特性的影响及其机理 influence and its mechanism of external magnetic field on dc arc plasma jet.pdfVIP

高电压技术第39卷第7期2013年7月31日 1655 31，2013 High Engineering，V01．39，No．7，July Voltage 外部磁场对直流电弧等离子体放电特性的影响及其机理 胡 明1，万树德1，夏洋洋1，任真诚1，邱志坚2 (1．中国科学技术大学近代物理系，合肥230026； 2．江苏省晶瑞石英工业开发研究院有限公司，连云港222004) 摘 要：通过外部磁场驱动电弧旋转产生相对均匀的等离子体是一种可能的改进等离子体放电特性的有效手段。 利用高速摄像技术和虚拟仪器技术，观察并测量了大气条件下、非均匀磁场驱动的直流电弧等离子体阳极弧根运 动以及电弧电压波动。结果发现：相比无外部磁场，非均匀外部磁场驱动下的直流电弧等离子体在旋转力和稳弧 力的作用下阳极弧根旋转，均匀性提高；其电弧电压波动幅度增大，放电模式发生改变；伏安特性曲线向上平移，电 弧等离子体炬放电功率提高。另外，由于等离子体射流的高速运动而引起的等离子体射流在喷口处径向扩张，使 等离子体射流横截面扩大，进一步提高了射流的均匀性。从结果中可以看出，外部磁场改善了直流电弧等离子体 炬的基本特性，对直流电弧等离子体炬应用效率的提高具有重要的意义。 关键词：直流电弧等离子体炬；外部磁场驱动；旋转阳极弧根；电弧电压波动；伏安特性曲线；等离子体射流 Dol：10．3969／j．issn．1003—6520．2013．07．017文章编号：1003—6520(2013)07—1655一06 Influenceand of ItsMechanismExternal FieldonDCArcPlasma Magnetic Jet HU Shudel，XIA Min91，WAN Yangyan91，RENZhenchen91，QIUZhijian2 ofModern ofScienceand ofChina，Hefei (1．DepartmentPhysics，University 230026，China； 7Rchnology 2．JiangsuQuartz andResearchInstitute 222004，China) Jingrui IndustryI)eVelopment Co．，Ltd．，Lianyungang isa measureto Abstract：It uniformarc thearcrotated promising generaterelatively plasmabymaking through external fieldfor the of a videocameraand magnetic improvingquality virtual plasmaspraying．Usinghigh—speed instrument measuredthemovementofan