本论文以热等离子体纳米材料合成及固体有害废弃物（如医疗垃圾）处理为研究背景,采用数值模拟和实验研究的方法,对直流电弧热等离子体发生器（反应器）内的传热与流动特性进行了二维数值模拟研究和初步的实验研究,得到了一些新的研究结果。本文采用二维数值模拟和实验测量手段研究了有反向载气注入条件下的热等离子体反应器内的传热与流动特性。数值模拟结果表明,等离子体发生器的输入功率、工作气体流量、反向载气流量及温度、反向载气喷管出口与发生器阳极喷嘴出口间的距离以及等离子体射流或反向载气的旋流流动等参数均会对等离子体反应器内气体的温度与速度分布,特别是对在发生器阳极喷嘴出口与反向载气喷管出口间的空间区域所形成的滞止层的位置,产生明显的影响。有关反向载气流量对反应器内滞止平面位置影响的实验观察结果与数值模拟结果定性一致。对于具有双锥形电极结构的直流电弧热等离子体发生器特性的研究,在本论文初步的数值模拟和实验研究中,均假定发生器阴、阳极几何轴线间的夹角为180°。二维数值模拟结果表明,由于气体放电所形成的相向运动的阴、阳极电弧射流间的相互作用,在两电极间某一空间区域会形成一滞止层。在其他参数保持不变的情况下,随着弧电流的增加,由于Maecker效应增强,该滞止层的位置会向阳极一侧移动,且滞止层附近的气体温度亦随之升高;而随着电极间距的增大,发生器弧电压升高,但滞止层附近的气体温度则降低。本论文实验观察到的放电图像与数值模拟结果定性一致。在今后的研究中,将深入进行有关上述直流电弧热等离子体发生器（反应器）内二维/三维、非平衡传热与流动特性的数值模拟和实验研究。