等离子枪体由于高能量密度和高温等特点而获得了广泛的应用,但其复杂的内部结构和极度的工作条件制约了对其细致的研究工作,本文以等离子枪体为研究对象,采用数值模拟和实验研究相结合的手段,对等离子枪体的关键部件、转移型和非转移型等离子电弧特征和等离子喷涂粒子进行了详细的分析,得出了新的研究结果。等离子枪体运行时关键部件的温度极大地影响了枪体的寿命。本文通过建立合理的物理模型和数学模型,对等离子枪体的关键部件进行了详细的分析,确定了等离子枪体的结构参数和冷却系统参数。以CFD软件FLUENT为平台,开发了模拟等离子电弧传热与流动的计算程序。二维模型：对于转移型等离子电弧,研究了喷嘴的结构参数对等离子电弧压缩效果的影响,为设计等离子枪体提供了有利的依据；对于非转移型等离子电弧,研究了包括阳极在内的模型和考虑环境组分空气的模型,前者为后续的研究确定了计算模型,后者用于实验测量。三维模型：非转移型等离子电弧运行时,其内部的传热和流动规律呈现出明显的非对称性。本文通过建立合理的物理模型和数学模型,针对特定的等离子枪体功率,计算了不同的阳极斑点直径和阳极斑点离阴极前端位置的组合,根据最小熵产生原理,得出阳极斑点的直径及其位置。通过对粒子喷涂过程的模拟,可以得出喷涂粒子所需要的功率、送粉气流量及运动时间等参数范围,为等离子喷涂提供了有利的理论依据。根据设计的等离子枪体结构参数和冷却系统参数,制作了等离子枪体,利用制作的等离子枪体对等离子枪体运行时关键部件的温度、非转移型等离子电弧外缘的温度和喷涂粒子的运行时间进行了实验测量,进而验证了数值模拟模型的正确性。