《級聯式熱電漿炬放電原理研究與實驗》是依託四川大學，由印永祥擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：級聯式熱電漿炬放電原理研究與實驗
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：印永祥
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
提出一種新型的級聯式電漿炬放電模式，由兩個以上的放電單元構成，前一放電單元電弧射流提供下一單元放電需要的初始電子，以此類推，級聯放大。使放電電流由多個工作電極分擔，放電電壓在多個電極上分配。以此降低電極承受的熱負荷和濺射強度，可望從根本上避免傳統的電漿炬因電流密度過大導致的電極濺射或燒蝕，實現長時間穩定運行。用電漿鞘層理論，電、磁方程，帶電粒子運動方程和相關物理原理研究這種模式特殊的空心陰極獨有的放電特徵和啟動暫態回響，計算空心陰極表面電荷密度、電流密度、陰極電位、陰極區厚度、帶電粒子運動軌跡等重要物理參量，揭示級聯式放電模式啟動和穩態運行的物理圖像和規律，為開發大功率下穩定運行的熱電漿炬提供可靠的科學依據和設計思想。
結題摘要
熱電漿作為一種特殊的熱能產生手段在許多領域得到套用，但我國尚缺乏大功率、長期穩定工作、高能量轉化效率的此類設備。本項目用多級電源驅動多電極放電的方法產生熱弧電漿解決此問題。主要完成的研究內容為：1）級聯式電漿放電原理理論研究，2）放電氣體饋給方式的流體力學計算，3）防止電極燒損的電漿發生器通道結構設計及實驗驗證。重要結果為：1）放電原理研究給出了熱電漿放電近陰極結構，電弧通道結構，發生在電極上的固定能量損失和發生在通道壁上的可變能量損失的解析表達式，2）根據流體力學計算表明適當的放電通道結構加旋風式整體氣體饋給方式，可提高等放電穩定性和減少壁面能量損失。3）實驗驗證了多級放電可行性，熱弧主通道壁採用絕緣材料可行性，以及絕緣材料主通道幾何形狀與放電穩定性的經驗關係。新型電漿發生器研究基本完成，今後的工作重點是選擇耐濺射的材料作電極，以便提高器件長期穩定工作壽命。
