近年来,等离子切割在板材切割中得到越来越广泛的应用。由于供氧、乙炔麻烦,生产效率低,加工质量差,过去许多使用氧乙炔切割的金属材料,也渐渐地使用等离子切割。此外,还有很多金属,如铜、铝、不锈钢等,或因导热性强、或因熔点高、或切割时生成高熔点氧化物、或高粘度熔渣,不能采用氧乙炔切割。等离子切割主要是依靠高温高速的等离子弧及其焰流,把部分金属熔化及蒸发,并吹离基体,随着等离子割炬的移动而形成切缝。由于其弧柱的温度远远超过目前绝大部分金属及其氧化物的熔点,所以它可以切割的材料很多。等离子割炬是等离子切割系统中最关键的部件,同一台供电电源,使用不同的割炬,其切割效果可以大不相同。电极与喷嘴是割炬的易损件,提高其使用寿命是割炬设计的一个重要内容,而电极与喷嘴冷却的好坏是影响其使用寿命的一个重要因素。本文设计了一种等离子割炬,并使用CFD软件COSMOS/FloWorks对电极与喷嘴的冷却水道进行流场仿真分析。从仿真结果对初步设计的冷却水道进行分析,得出其结构存在的不合理性,从而对其结构进行改进,使冷却水道更加有利于电极与喷嘴的冷却。为了更好地分析电极与喷嘴冷却的实际效果,还对其进行了热—流耦合分析,并对冷却水的流速进行了讨论。由于电极与喷嘴是在水流场与温度场两个物理场同时作用下工作的,所以有必要对其进行热—流耦合分析,并确定其合理的结构。本文主要是设计了一种等离子割炬,并对初步设计的割炬进行仿真分析,从而得出了一些有益的结论,能对以后的割炬设计有一定的参考作用。