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气流对微秒脉冲滑动放电特性的影响
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:2015.10.5
  • 页码:195204-
  • 分类:TM935.1[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]郑州大学电气工程学院,郑州450001, [2]中国科学院电工研究所,北京100190, [3]中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51222701,51477164)资助的课题.
  • 相关项目:大气压纳秒脉冲气体放电研究
中文摘要:

脉冲电源驱动的滑动放电能够在大气压下产生高能量、高功率密度的低温等离子体。为了研究微秒脉冲电源在针-针电极结构中产生滑动放电的特征,本文采用电压幅值为0—30 kV,脉冲宽度约8μs,脉冲重复频率为1—3000 Hz的微秒脉冲电源,通过测量电压、电流波形和拍摄放电图像,研究了微秒脉冲滑动放电的电特性。实验结果表明,随着施加电压的增加微秒脉冲滑动放电存在三种典型的放电模式:电晕放电、弥散放电和类滑动放电。不同放电模式的电压、电流波形和放电图像之间差异显著。脉冲重复频率对微秒脉冲滑动放电特性有影响,表现为当气体流量较小(2 L/min)时,类滑动放电的放电通道随着脉冲重复频率的增大逐渐集中,而当气体流量较大(16 L/min)时,类滑动放电的放电通道随着脉冲重复频率的增大逐渐分散。不同气流下重复频率对滑动放电特性的影响与放电中粒子的记忆效应和气流的状态有关。

英文摘要:

Gliding discharges driven by microsecond-pulse power supply can generate non-thermal plasmas with high energy and high power density at atmospheric pressure. However, the flowing air significantly influences the characteristics of the microsecond-pulse gliding discharges in a repetitive mode. In this paper, in order to obtain the characteristics of the microsecond-pulse gliding discharges in a needle-to-needle gap, a microsecond-pulse power supply with an output voltage up to 30 kV, a pulse width ~8 μs, and a pulse repetition frequencies 1–3000 Hz is used to investigate the electrical characteristics of gliding discharges by analyzing the voltage-current waveforms and obtaining the discharge images. Experimental results show that there are three typical discharge modes in the microsecond-pulse gliding discharges as the applied voltage increases, i.e. corona discharge, diffuse discharge, and gliding-like discharge. Both voltage-current waveforms and the discharge images at different discharge modes have significantly different behaviors. Corona discharge only exists near the positive electrode with a small radius of curvature. Diffuse discharges behave as the overlapped plasma channels bridge the entire gap. The channel of diffuse discharge is full of gap, which starts from the positive electrode, spreads in all directions, and ends at the negative electrode. Gliding-like discharge behaves as a continuous spark channeling, showing a continuous spark, which is discharging strongly and influenced by flow rates. Furthermore, both pulse repetition frequency (PRF) and flow rate remarkably affects the characteristics of microsecond-pulse gliding discharges. When the flow rate is small (2 L/min), the spark channels of gliding-like discharge gradually concentrate with the increase of the PRF. However, when the flow rate is larger (16 L/min), the spark channels of gliding-like discharge behave dispersively when the PRF increases. In our opinion, different characteristics of microsecond-pulse gliding discha

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 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,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876