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。二维数值模拟-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压倒角机气动倒角机研究结果表明,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。 为阳极固体区温度；ｋｍ和σｍ分别为阳极材料的热导率和电导率。在电弧弧柱－阳极交界面处，本文有公司网站全自动倒角机采集转载中国知网整理，http://www.daojiaoj.com 本文有公司网站全自动倒角机采集转载中国知网整理，http://www.daojiaoj.com 本文依然采用了鞘层的简化处理方法［２，１３］，并考虑了等离子体向阳极表面传热的附加能量通量ｑｐａ［１３］，即ｑｐａ＝｜ｊ｜（Ｖａ＋２．５ｋＢｅＴｅ）。（１０）式中Ｖａ为阳极材料钨的电子逸出电位（Ｖａ＝４．１Ｖ［１６］）。１．２计算域及边界条件本文数值模拟所采用的计算域为如图１所示的ＡＢＣＤＥＦＧＨＡ区域。电极材料均为钨，阴极半径Ｒ＝１．０ｍｍ，前端部分为半球形；阳极前端为半椭球形结构，其长轴ａ＝１０．０ｍｍ，短轴ｂ＝５．０ｍｍ；电极间距离Ｌ＝１０．０ｍｍ。数值模拟所需边界条件如表１所示，其中ｊｎ（ｌ）为垂直于电极表面的电流密度，下标ｎ表示垂直于电极表面的法向方向。在气体放电过程中，离子轰击阴极表面，导致阴极表面温度升高产生热电子发射。根据Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎ－Ｄｕｓｈｍａｎ方程ｊｎ＝ＡＴ２ｃ·ｅｘｐ（－Ｖｃ／ｋＢＴｃ），（１１）式中：Ａ为常数；Ｖｃ为阴极材料的电子逸出电位，阴极表面的热电子发射对阴极表面温度十分敏感［１７］。在弧电流（Ｉ＝８０Ａ）和电极结构及间距（Ｌ＝１０．０ｍｍ）不变的情况下，典型的放电照片如图２所示。图２中：弧电流Ｉ＝８０Ａ；光圈值Ｆ＝５．０；曝光时间Ｔｅｘ＝１／５００ｓ；焦距ｆ＝２２ｍｍ；感光度ＩＳＯ＝２００。由图２可以看到，阴极前端半球形（ＢＣ）二维数值模拟-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压倒角机气动倒角机本文有公司网站全自动倒角机采集转载中国知网整理，http://www.daojiaoj.com