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数值模拟线圈参数对电感耦合等离子体温度及流场分布的影响效应
  • ISSN号:1672-7126
  • 期刊名称:《真空科学与技术学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB126[理学—力学;理学—工程力学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]核工业西南物理研究院,成都610041, [2]南华大学电气工程学院,衡阳421001, [3]山西大学物理电子工程学院,太原030006
  • 相关基金:国家自然科学基金重点资助项目(11535003); 湖南省教育厅项目(15C1174)
中文摘要:

研究不同线圈参数下电感耦合等离子体的温度及流场分布可以为等离子体炬的设计提供参考。本文首先建立了ICP炬的二维轴对称模型,然后利用商业软件ANSYS FLUENT对纯氩热等离子体流场、温度及电磁场的空间分布进行了计算,并研究了线圈参数的变化对等离子体炬内温度和流场空间分布的影响。研究结果表明:增加线圈匝数、减小线圈间距及线圈内半径均能显著增加等离子体温度,并对轴向速度及等离子体炬内的流场分布产生较大的影响;改变线圈内半径也能使炬内的温度及流场发生变化,但对温度幅值的影响却非常小;因此可以通过改变相应的线圈参数来控制炬内的温度和流场分布,从而满足特定材料处理工艺的需要。

英文摘要:

The temperature and flow fields in inductively coupled plasma torch were mathematically modeled,theoretically analyzed and numerically simulated with software ANSYS FLUENT for design optimization. The impact of the coil parameters,including the loop-number,loop-spacing and inner-radius of the coil,on the axial distributions of the temperature,velocity and electromagnetic( EM) field of the argon plasma was investigated. The simulated results show that the coil parameters strongly affect the temperature,velocity and EM fields. For example,an increase of the loop-number or a reduction of the loop-spacing or a decrease of the inner-radius of the coil significantly increases the hottest temperature and strongly affects the axial velocity and flow fields to varying degrees; and the variations in the inner-radius have some impact on the temperature and flow fields,but little impact on the temperature amplitude.

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期刊信息
  • 《真空科学与技术学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国真空学会
  • 主编:李德杰
  • 地址:北京朝阳区建国路93号万达广场9号楼614室
  • 邮编:100022
  • 邮箱:cvs@chinesevacuum.com
  • 电话:010-58206280
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7126
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5177/TB
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4421