等離子槍體流場(chǎng)形態(tài)仿真分析及換能效率的探討.pdf

1、近年來(lái),等離子弧高能流密度方法在生產(chǎn)和科研中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用.產(chǎn)生等離子束流的方法很多,但采用壓縮電弧來(lái)獲得等離子弧的方法是應(yīng)用最為廣泛的一種.由于通常等離子弧是告槍體壓縮產(chǎn)生的,所以槍體的結(jié)構(gòu)在確定等離子弧性能方面起到了決定性的作用.等離子槍體的熱壓縮效應(yīng)主要是靠?jī)?nèi)部水冷系統(tǒng)完成的,理想的水冷系統(tǒng)應(yīng)該能盡快地將等離子束流的孔道所產(chǎn)生的熱量盡可能帶走.并在系統(tǒng)中防止出現(xiàn)冷卻"死水區(qū)".因此對(duì)等離子槍體冷卻水流場(chǎng)的研究具有重要意義.隨

2、著電子計(jì)算機(jī)與數(shù)值計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)等離子槍體冷卻的數(shù)值模擬已成為可能.該文對(duì)這方面的研究進(jìn)行了探索.開(kāi)展了槍體流場(chǎng)形態(tài)的仿真分析,以及通過(guò)流場(chǎng)——溫度場(chǎng)耦合分析探討了等離子槍體冷卻換能效率.該文應(yīng)用流體力學(xué)知識(shí)和傳熱學(xué)的知識(shí)對(duì)等離子槍體冷卻系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)分析,建立了一系列與實(shí)際情況較為吻合的描述等離子槍體冷卻過(guò)程的二維有限元分析模型.并采用有限元軟件對(duì)冷卻水道中的水流進(jìn)行了流場(chǎng)分析,獲得了流速矢量分布圖,定量地分析了死水區(qū).同時(shí),使

3、用該軟件提供的流場(chǎng)——溫度場(chǎng)耦合功能將冷卻水的對(duì)流換熱與槍體本身的熱傳導(dǎo)同時(shí)加以考慮,因而更加符合實(shí)際情況.另外,該文對(duì)影響水冷卻效果的一些參數(shù)進(jìn)行了研究和分析,得出了有益的結(jié)論.同時(shí)該文對(duì)槍體中的氣流場(chǎng)也進(jìn)行了流場(chǎng)分析以及氣流場(chǎng)——溫度場(chǎng)耦合分析.對(duì)鎢極氣冷系統(tǒng)進(jìn)行了氣流場(chǎng)—水流場(chǎng)—溫度場(chǎng)耦合分析.分析了槍體中氣流場(chǎng)的特點(diǎn),氣流形態(tài),以及對(duì)槍體冷卻的效果.并對(duì)燃燒室內(nèi)非工作狀態(tài)氣流場(chǎng)進(jìn)行了分析.對(duì)影響氣冷卻效果的一些參數(shù)進(jìn)行了研究和對(duì)