大面积分散电弧等离子体发生器中传热与流动的实验和数值模拟研究

磁分散电弧产生大面积均匀等离子体是一种新的大气压高温电离气体的产生方式，它改变了一般电弧等离子体能量集中、参数梯度大、面积小等缺点，可能成为电弧等离子体大规模工业应用的新方向。这种等离子体发生器的传热和流动问题有别于传统收缩电弧等离子体，因此既有重要的学术价值，也有广泛的应用背景。本项目拟以实验结合数值模拟的方法，研究这种发生器内等离子体传热和流动问题，研究内容包括：采用光谱诊断、光学测量、高速摄影、焓探针、电探针等方法，测量和计算分散电弧等离子体的重粒子温度分布、电场分布、电极温度分布，分析和计算等离子体密度分布、电子温度分布，观测等离子体的流动状态；利用和改进FLUENT程序，模拟电弧分散过程中等离子体传热和流动规律。通过实验研究和模拟计算，了解电弧分散过程机理，揭示反应器中稳态条件下的能量和质量传递、电极传热的基本规律。为这种等离子体源的应用提供设计指导。