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第一章电弧和热等离子体概述1

1.1 历史发展1

1.2 等离子体的定义及其某些基本特点9

1.3 等离子体的分类10

1.4电弧及热等离子体的概念和有关基本性质12

(1)热等离子体12

(2)气体放电及其分类12

(3)弧区划分13

(4)电场中电子的优先加速14

(5)空间电荷与准中性16

1.5 电弧稳定工作对电源伏安特性的要求18

第二章弧柱物理22

2.1 Elenbaas-Heller方程23

2.2 弧压最小值原理(steenbeck最小值原理)25

2.3通道模型26

(1)基本思想26

(2)能量方程的求解27

(3)弧参数之间关系的讨论33

2.4弧特性近似计算的其它方法及其与通道模型方法的比较35

(1)Maecker线性化方法35

(2)积分方法40

(3)各种弧参数近似计算方法的比较41

2.5热等离子体输运系数和某些热力学函数的特点46

(1)导热系数46

(2)电导率和粘性系数51

(3)等离子体的焓和比热54

(4)常用气体介质等离子体输运系数的数据55

2.6辐射对弧柱特性的影响64

(1)辐射对弧柱温度、温度分布影响的定性分析64

(2)带有辐射项能量方程的数值计算结果67

(3)辐射对伏安特性的影响70

(4)辐射影响不能忽略的参数范围71

2.7弧压缩的物理概念和阴极射流73

(1)弧压缩的物理概念73

(2)阴极射流77

(3)阴极射流的应用82

2.8交流电弧的主要特点84

(1)调制电弧84

(2)交流电弧93

第三章电弧与气流的相互作用97

3.1 电弧运动的概念与定义97

3.2 电弧运动的不同型式102

3.3 纵吹弧及其基本方程110

3.4纵吹弧方程组的解及其主要结果116

(1)完全发展的电弧模型117

(2)正在发展的电弧模型123

(3)工程应用的纵吹弧一维近似139

3.5纵吹弧通道中的堵塞现象141

(1)一维问题中的热堵塞的物理机制142

(2)热堵塞对流动的影响143

(3)热阻力系数145

(4)变截面通道中的热阻力系数150

(5)通道中的电弧堵塞现象153

第四章电弧和磁场的相互作用158

4.1磁驱动弧158

(1)同轴电极间的平面磁旋弧158

(2)具体轴向气流时的磁旋弧161

(3)影响弧运动速度的其它因素166

4.2磁偏弧167

(1)磁偏壁稳弧168

(2)磁偏自由弧171

(3)磁偏旋转弧175

4.3磁稳弧177

(1)磁稳气吹弧177

(2)磁稳自由弧180

4.4 磁匀弧及其应用184

4.5 磁场中电弧的后退运动188

4.6磁场作用下电弧的稳定性问题190

(1)弧放电的稳定性问题190

(2)扭曲不稳定性对弧发生器性能的影响194

4.7 纵向磁场对电弧特性的影响194

第五章热等离子体发生器196

5.1 概述196

5.2直流电弧等离子体发生器196

(1)分类及其结构特点196

(2)发生器中电弧的某些物理过程199

5.3高频等离子体发生器212

(1)高频等离子体的温度分布212

(2)高频等离子体中的电参数214

(3)高频等离子体发生器在工业应用中的主要特点216

5.4 燃烧等离子体发生器217

5.5 发汗冷却等离子体发生器219

第六章粒子碰撞过程221

6.1 粒子和粒子碰撞的类型221

6.2 碰撞截面224

6.3 反应速率233

6.4弹性碰撞中的能量交换和动量交换237

(1)速度分布函数与平均值237

(2)弹性碰撞中的能量与动量交换244

6.5 等离子体的输运性质250

第七章热力学平衡和热力学非平衡260

7.1完全热力学平衡(CTE)261

(1)定义261

(2)麦克斯韦定律261

(3)玻耳兹曼分布262

(4)沙哈定律263

(5)普朗克定律264

(6)微观可逆性264

7.2 局域热力学平衡(LTE)265

7.3 部分局域热力学平衡(PLTE)267

7.4 局域和部分局域热力学平衡的判据269

7.5 处理非热力学平衡问题的某些实例273

第八章热等离子体辐射与热等离子体的光谱诊断281

8.1 辐射强度281

8.2 辐射能量密度和辐射通量283

8.3 谱线的发射与吸收过程285

8.4 连续谱的发射与吸收290

8.5 热等离子体辐射的传递方程294

8.6热等离子体的光谱诊断296

(1)谱线绝对强度法296

(2)标准温度法298

(3)谱线相对强度法301

(4)谱线和连续谱的相对强度法303

(5)谱线轮廓法305

(6)吸收谱线法308

(7)谱线反转法310

8.7转换方法312

(1)Abel转换312

(2)Maldonado-Olsen转换319

参考文献322

索引328