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气体介质与脉冲参数对纳秒脉冲放电特性的影响
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作者 钟郑涛 陈韬 +1 位作者 何邦全 赵华 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期187-195,共9页
在定容弹内研究了介质压力、介质成分以及纳秒脉冲电源所控制的4个脉冲参数(脉冲输出电压、脉冲宽度、脉冲次数、脉冲频率)对纳秒脉冲放电过程的影响.结果表明:介质压力上升,首个脉冲和首个击穿脉冲的电极释放电压均上升,高压维持数增加... 在定容弹内研究了介质压力、介质成分以及纳秒脉冲电源所控制的4个脉冲参数(脉冲输出电压、脉冲宽度、脉冲次数、脉冲频率)对纳秒脉冲放电过程的影响.结果表明:介质压力上升,首个脉冲和首个击穿脉冲的电极释放电压均上升,高压维持数增加,首个击穿脉冲的放电能量上升.增大脉冲输出电压可以减少高压维持数,但不改变击穿电压.增大脉冲宽度同样不改变击穿电压,但明显提升了首个击穿脉冲的放电能量.改变容弹内介质中CO_(2)的浓度,首个脉冲和首个击穿脉冲的释放电压、放电能量、高压维持数均增加.升高脉冲频率增强了在不同环境条件下脉冲击穿能力,但不影响能量注入总量.在确保击穿的情况下,脉冲次数的增加则能显著增大脉冲注入的能量,增大粒子云团面积,有助于实际点燃过程. 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 等离子体 纹影法 放电介质
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汽油机倒拖条件下纳秒重复脉冲放电特性的可视化研究
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作者 何邦全 张晓力 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期491-500,共10页
在倒拖的单缸光学发动机上,利用高压纳秒脉冲点火系统,研究了不同转速、放电起始时刻和脉宽下的连续高压脉冲放电特性.结果表明:与发动机停机时大气压力下的放电相比,在发动机倒拖运转时,火花塞电极击穿后的电压有上升的趋势,而且击穿... 在倒拖的单缸光学发动机上,利用高压纳秒脉冲点火系统,研究了不同转速、放电起始时刻和脉宽下的连续高压脉冲放电特性.结果表明:与发动机停机时大气压力下的放电相比,在发动机倒拖运转时,火花塞电极击穿后的电压有上升的趋势,而且击穿电压和累计放电能量大幅升高,放电区域尺寸和亮度明显大于停机时;在任一转速下,第1个放电脉冲所对应的击穿电压和放电能量远高于后续放电脉冲,第1个放电能量占累计放电能量的(62.7±4)%;转速从1000r/min升高到2000r/min时,第1次击穿电压和累计放电能量降低;在2000r/min,循环进气量为0.4 g时,将点火时刻从25°CA BTDC推迟到5°CA BTDC,第1个高压放电脉冲的击穿电压和放电能量均升高,约化场强降低;在相同条件下,脉冲重复频率越低,连续纳秒脉冲间的耦合作用越小,第1次放电的击穿电压和累计放电能量均增加. 展开更多
关键词 汽油机 高压 纳秒重复脉冲放电 可视化 图像
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纳秒脉冲液相放电耦合微气泡固氮影响因素分析 被引量:2
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作者 邝勇 章程 +3 位作者 胡修翠 任晨华 陈根永 邵涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期3960-3971,共12页
由气液等离子体放电产生的活化水富含活性氧和活性氮(NO_(2)^(-)、NO_(3)^(-)、H_(2)O_(2)、O_(3)等),在环境治理、材料合成和医疗卫生等领域有着广泛的应用前景。该文提出了一种“多微孔-同轴式”的微气泡等离子体放电结构,微孔和微气... 由气液等离子体放电产生的活化水富含活性氧和活性氮(NO_(2)^(-)、NO_(3)^(-)、H_(2)O_(2)、O_(3)等),在环境治理、材料合成和医疗卫生等领域有着广泛的应用前景。该文提出了一种“多微孔-同轴式”的微气泡等离子体放电结构,微孔和微气泡的引入降低了在液相中的击穿场强,并且微气泡增加了气液界面的化学反应和活性物质的溶解。以空气为放电气体,主要探究了正、负极性脉冲参数对活化水固氮特性的影响。此外,还考察了气体流速、温度等因素对活化水中的氮特性的影响,并诊断了电学特性。结果表明,正极性放电下NO_(2)^(-)产量和NO_(3)^(-)产量分别为7.2 mg、28.8 mg,相比负极性放电分别高出0.43 mg、3 mg,经计算正极性放电能量效率高达15.02 g/(kW·h)。同时研究发现,当气流流速为2 L/min时,固氮性能最佳;水温越高,氮含量会随着液相分解动力学温度的降低而减弱。 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 微气泡 等离子体 固氮
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大气压空气纳秒脉冲板-板放电中逃逸电子产生机理
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作者 肖江平 戴栋 +1 位作者 Victor F.Tarasenko 邵涛 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期233-241,共9页
经典放电理论(Townsend和流注理论)解释纳秒脉冲气体放电存在局限性,近年来基于高能电子逃逸的纳秒脉冲气体放电理论研究受到广泛关注.但是目前对大气压空气纳秒脉冲板-板放电中逃逸电子产生机理研究仍较少,严重阻碍了纳秒脉冲放电等离... 经典放电理论(Townsend和流注理论)解释纳秒脉冲气体放电存在局限性,近年来基于高能电子逃逸的纳秒脉冲气体放电理论研究受到广泛关注.但是目前对大气压空气纳秒脉冲板-板放电中逃逸电子产生机理研究仍较少,严重阻碍了纳秒脉冲放电等离子体的应用发展.本文利用一维粒子模型,对幅值为20 kV的纳秒脉冲电压驱动下,间隙长为1 mm的板-板电极之间的大气压空气放电中逃逸电子的产生机理进行了数值模拟研究..结果表明,在空间电荷动力学行为的影响下,板-板电极之间出现了增强电场区域,使得电子可以满足电子逃逸判据而进入逃逸模式.此外,还观察到放电通道前逃逸电子的预电离效应导致了二次电子崩的产生,随着二次电子崩与放电通道不断汇聚,引导并加速了放电通道的发展,最终导致气隙击穿.本研究进一步揭示了纳秒脉冲板-板放电机理,拓展了纳秒脉冲气体放电基础理论,为纳秒脉冲放电等离子体的应用和发展开辟了新的机会. 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 逃逸电子 增强电场 预电离
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纳秒脉冲火花放电高效转化甲烷的实验研究 被引量:13
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作者 孙昊 张帅 +3 位作者 韩伟 高远 王瑞雪 邵涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期880-888,共9页
火花放电是一种气体温度介于电弧放电和介质阻挡放电(DBD)之间的放电形式,具有设备简单、成本较低、转化率高和能量利用效率高等优点,是存在工业化潜力的甲烷高效转化技术。纳秒脉冲放电具有窄脉宽和上升沿,能够提高火花放电等离子体的... 火花放电是一种气体温度介于电弧放电和介质阻挡放电(DBD)之间的放电形式,具有设备简单、成本较低、转化率高和能量利用效率高等优点,是存在工业化潜力的甲烷高效转化技术。纳秒脉冲放电具有窄脉宽和上升沿,能够提高火花放电等离子体的不平衡程度,降低气体温度,进一步提高甲烷转化能量利用效率。本文研究纳秒脉冲甲烷放电的放电特性和产物分布,实验结果表明在输入能量为170kJ/mol的条件下,甲烷转化率可达60%、氢气选择性和产率分别为44.4%和26.6%、乙炔选择性和产率分别为28.8%和16.8%、总能量利用效率为33.9%、氢气能量利用效率为23%。获得了350~700nm的甲烷等离子发射光谱(OES),包括Ha、Hb、Hg 氢原子等Balmer谱线和CH、C^+、C_2等谱线,并利用Ha 的Stark展宽效应估算了电子密度约为1017cm-3量级。利用ICCD和单色仪获得了电子密度和CH、C_2发射光谱演变过程,实验结果表明电子密度随时间逐渐减少;C+几乎仅在外加脉冲时存在,CH仅在外加脉冲结束后出现,说明C+主要是由电子碰撞产生的,而C+在放电结束后与H发生反应生成CH,CH进一步复合生成C_2H2。 展开更多
关键词 甲烷无氧转化 纳秒脉冲放电 发射光谱 电子密度
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纳秒脉冲空气辉光放电等离子体及应用 被引量:9
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作者 万军 贾向红 +1 位作者 宋铭炜 王守国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2299-2302,共4页
采用基于半导体断路开关的纳秒脉冲高压电源,在两个金属电极之间产生放电区间为1 600mm×100 mm×25 mm的常压辉光空气等离子体。等离子体发生器采用负高压针电极阵列与平板阳极结构,针电极的直径为1 mm,长度为20 mm,针电极之... 采用基于半导体断路开关的纳秒脉冲高压电源,在两个金属电极之间产生放电区间为1 600mm×100 mm×25 mm的常压辉光空气等离子体。等离子体发生器采用负高压针电极阵列与平板阳极结构,针电极的直径为1 mm,长度为20 mm,针电极之间的间隔为20 mm,针电极与平板零电位之间的距离为25mm,在每个负高压针电极末端周围同时形成圆锥形辉光放电,在平板地电极则形成大面积辉光放电。采用电压探针测量了该新型等离子体的放电特性,结果表明:放电脉冲的上升时间为26 ns,最高脉冲输出峰值电压为27 kV;利用该辉光等离子体对幅宽为1 000 mm聚四氟乙烯薄膜进行了表面改性处理,处理后其表面接触角由原来的124°降到69°,亲水性能大为提高。 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 半导体断路开关 空气辉光等离子体 表面处理
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基于电致伸缩效应的水中纳秒脉冲放电起始机制 被引量:5
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作者 李元 李林波 +2 位作者 温嘉烨 倪正全 张冠军 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期354-362,共9页
水中纳秒脉冲放电的起始阶段包含了丰富的物理过程,现有实验诊断技术在揭示数纳秒内液体中电荷输运、倍增过程方面还有不少困难,放电起始的机制尚不明确.本文建立了针板电极二维轴对称水中放电物理模型,仿真研究纳秒脉冲导致的水中电致... 水中纳秒脉冲放电的起始阶段包含了丰富的物理过程,现有实验诊断技术在揭示数纳秒内液体中电荷输运、倍增过程方面还有不少困难,放电起始的机制尚不明确.本文建立了针板电极二维轴对称水中放电物理模型,仿真研究纳秒脉冲导致的水中电致伸缩效应、空化过程和随后的液体电离过程.结果表明,在纳秒脉冲电压作用下,电致伸缩效应可导致针尖附近数微米区域内的液体发生空化,形成大量纳米尺度的空腔;空腔在其表面电致伸缩压强的作用下膨胀,为电子提供了加速空间;高能电子可引发水分子的碰撞电离,使局域液体被快速电离.电致伸缩机制为理解水中纳秒脉冲放电的起始过程提供了新的视角. 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 水中放电 电致伸缩 空化
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纳秒脉冲放电紫外光纤阵列检测与定位方法 被引量:1
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作者 陈玉 郭洁琳 +3 位作者 钟辉 孙冠姝 陈志强 贾伟 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期160-166,共7页
峰化电容作为电磁脉冲模拟器中用于陡化脉冲输出的关键部件,在实际工程应用中易发生沿面放电和击穿现象,采用光电检测系统可对绝缘沿面放电现象进行有效分析。针对峰化电容器沿面放电监测的技术难题,研制了一套绝缘沿面放电过程光电检... 峰化电容作为电磁脉冲模拟器中用于陡化脉冲输出的关键部件,在实际工程应用中易发生沿面放电和击穿现象,采用光电检测系统可对绝缘沿面放电现象进行有效分析。针对峰化电容器沿面放电监测的技术难题,研制了一套绝缘沿面放电过程光电检测系统,对绝缘沿面放电现象进行光电检测。首先提出了绝缘介质沿面放电过程光电探测系统的设计方案;其次,对系统的时延性能进行了评价;最后,完成了绝缘介质沿面放电过程定位实验,验证了光电探测系统的可行性。实验表明,该系统能够实现对放电区域的有效定位。 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 紫外光纤 光纤阵列 紫外光探测
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高重复频率纳秒脉冲放电特性 被引量:2
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作者 邵涛 李帅康 +1 位作者 黄邦斗 章程 《南昌大学学报(理科版)》 CAS 北大核心 2021年第6期520-524,共5页
纳秒脉冲放电可用于产生非平衡态等离子体,提高脉冲重复频率有利于提高纳秒脉冲放电中的等离子体参数。采用脉冲重复频率达到30 kHz的纳秒脉冲电源放电产生大气压等离子体,并研究了放电特性及等离子体参数。结果表明在重复频率较高的情... 纳秒脉冲放电可用于产生非平衡态等离子体,提高脉冲重复频率有利于提高纳秒脉冲放电中的等离子体参数。采用脉冲重复频率达到30 kHz的纳秒脉冲电源放电产生大气压等离子体,并研究了放电特性及等离子体参数。结果表明在重复频率较高的情况下,击穿电压和击穿时延仍随重复频率的增加而持续下降,但降幅减少,出现饱和现象。计算了放电功率和单脉冲能量随频率的变化,发现高重复频率下,虽然单脉冲放电能量不断降低,但由于单位时间内脉冲个数的增加,放电总功率随脉冲重复频率的增加而不断增加。此外,通过Ar原子光谱获得的电子温度为0.8~2.5 eV,证明高重复频率纳秒脉冲放电产生的等离子体为典型的非平衡态等离子体。本研究能够为高重复脉冲纳秒脉冲放电的应用中反应条件优化提供参考。 展开更多
关键词 重频纳秒脉冲放电 放电记忆效应 非平衡态 等离子体
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气液两相纳秒脉冲放电反应器放电特性及其对藻类的灭活效果 被引量:9
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作者 孙明 杨颜颜 +1 位作者 金宏力 代存峰 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期3499-3504,共6页
液相高压脉冲放电产生的强氧化性活性物质和紫外光、冲击波等可以有效地用于水处理。为此,以扁藻作为处理目标物,采用多喷嘴–板式水处理装置和气液两相纳秒负脉冲放电形式,分析了反应器电气特性、不同放电参数对扁藻杀灭率的影响。实... 液相高压脉冲放电产生的强氧化性活性物质和紫外光、冲击波等可以有效地用于水处理。为此,以扁藻作为处理目标物,采用多喷嘴–板式水处理装置和气液两相纳秒负脉冲放电形式,分析了反应器电气特性、不同放电参数对扁藻杀灭率的影响。实验结果表明,随着脉冲峰值电压的增大,单脉冲能量随之增加;能量效率先增后减,在脉冲峰值电压为-7.6 k V时出现拐点,此时能量效率为34.1%。扁藻的杀灭率随着脉冲峰值电压、脉冲重复频率、放电处理时间的增加而增大;随着鼓气速率的增大,扁藻的杀灭率呈现先增后减的趋势。当脉冲峰值电压为-9.4 k V、鼓气速率为70 m L/min、循环速率为380 m L/min、放电处理时间为30 min、脉冲重复频率为70 Hz时,扁藻的杀灭率为100%。 展开更多
关键词 气液两相纳秒脉冲放电 多喷嘴–板式 放电等离子体 电气特性 能量效率 杀灭率
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超声速气流下纳秒脉冲放电实验研究 被引量:1
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作者 张杨 张百灵 +1 位作者 李益文 阳鹏宇 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第35期10435-10440,共6页
磁流体动力技术的应用可以革命性地提升高超声速飞行器的性能;其应用的前提是超声速气流具有一定的电导率。分析表明冷态高超声速气流的电离必须考虑采用非平衡电离方式。设计吸气式Ma3的超声速风洞,采用纳秒脉冲电离方式电离气体,研究... 磁流体动力技术的应用可以革命性地提升高超声速飞行器的性能;其应用的前提是超声速气流具有一定的电导率。分析表明冷态高超声速气流的电离必须考虑采用非平衡电离方式。设计吸气式Ma3的超声速风洞,采用纳秒脉冲电离方式电离气体,研究了静止条件下和Ma3气流下等离子体的空间放电特性。实验结果表明:超声速气流下的放电的击穿电压约为2.88 kV,高于静止条件下的1.85 kV;当正向峰值电压约为4 kV时,超声速气流下单次脉冲放电过程中注入流场的能量约为15.6 mJ;高于静止条件下的8.58 mJ;超声速气流下的放电较为稳定,且频率越高,放电越均匀。随着放电电压的升高,放电呈现明显的丝状。超声速气流下要实现空间均匀等离子的产生,需要较低的气压以及高性能的纳秒脉冲电源。 展开更多
关键词 磁流体动力技术 纳秒脉冲放电 超声速气流 等离子体 放电图像
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纳秒脉冲等离子体放电特性研究 被引量:2
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作者 何邦全 廖祎 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期339-346,共8页
在定容弹内,试验研究了空气压力、脉冲重复频率和电极结构对等离子体放电的影响.结果表明,等离子体放电会诱导冲击波的产生;空气压力越高时,脉冲放电能量越高,放电电弧越明亮,冲击波传播速度也越快,放电产生的粒子云团面积越大.但在高... 在定容弹内,试验研究了空气压力、脉冲重复频率和电极结构对等离子体放电的影响.结果表明,等离子体放电会诱导冲击波的产生;空气压力越高时,脉冲放电能量越高,放电电弧越明亮,冲击波传播速度也越快,放电产生的粒子云团面积越大.但在高空气压力下,粒子云团扩散速率降低.纳秒脉冲放电频率影响脉冲放电电压大小.随着脉冲放电频率的增加,脉冲最大放电电压下降.在圆柱形火花塞下,脉冲重复频率越高时,连续脉冲的最大放电电压越小,脉冲放电区移动范围减小,同一时刻下粒子云团扩散面积增大.与圆柱形火花塞相比,圆锥形火花塞间隙内放电区域电场结构与分布发生显著变化,空间电荷密度增加,击穿电压升高,相同时刻下粒子云团扩散范围增大. 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 等离子体 脉冲重复频率 电极结构 纹影
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纵向纳秒脉冲放电的铜离子紫外激光器
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作者 毛邦宁 陈钢 +2 位作者 钟建伟 潘佰良 姚志欣 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期695-695,共1页
关键词 纵向纳秒脉冲放电 铜离子紫外激光器 放电条件 性能
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纳秒脉冲电晕放电的衰减及电晕线电阻率对其的影响
14
作者 何正浩 李劲 +2 位作者 郑彩红 杨海燕 叶齐政 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2003年第5期10-12,共3页
在线-板电晕放电反应器模型上,分别采用电阻率较高的镍铬不锈钢线和电阻率较低的青铜线作为电晕线进行了脉冲电晕放电试验研究。结果表明,在其它条件相同的情况下,镍铬不锈钢线比青铜线上的纳秒脉冲衰减要大,两者的差别达15%。这表明,... 在线-板电晕放电反应器模型上,分别采用电阻率较高的镍铬不锈钢线和电阻率较低的青铜线作为电晕线进行了脉冲电晕放电试验研究。结果表明,在其它条件相同的情况下,镍铬不锈钢线比青铜线上的纳秒脉冲衰减要大,两者的差别达15%。这表明,在纳秒脉冲电晕放电的实际应用中,电晕线的电阻率对纳秒脉冲电晕放电的衰减影响不容忽视。 展开更多
关键词 纳秒脉冲电晕放电 衰减 电晕线 电阻率 高电压
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大气压气液纳秒脉冲放电电气特性研究
15
作者 孙明 潘文军 曹旭俊 《上海海事大学学报》 北大核心 2021年第3期119-126,共8页
为进一步了解大气压气液纳秒脉冲放电的电气特性,自行研制喷嘴-板-筒式反应器,研究纳秒负脉冲气液两相放电中喷嘴电极与接地板-筒电极间距、鼓气流量、喷嘴直径、脉冲重复频率和放电时间等对起始放电电压、电流波形的影响。结果表明:起... 为进一步了解大气压气液纳秒脉冲放电的电气特性,自行研制喷嘴-板-筒式反应器,研究纳秒负脉冲气液两相放电中喷嘴电极与接地板-筒电极间距、鼓气流量、喷嘴直径、脉冲重复频率和放电时间等对起始放电电压、电流波形的影响。结果表明:起始放电电压的主要影响因素为两极间距;不同鼓气流量对起始放电发生的影响可能表现为抑制或促进;起始放电电压、电流绝对值随着脉冲重复频率的增加而略有上升。实验中水溶液电导率随放电持续时间延长而增大,表明活性粒子数量增加。 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 电气特性 起始放电电压 活性粒子 气液
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纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体氮还原合成氨的研究 被引量:16
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作者 康少芬 张帅 +3 位作者 陈晓晓 任成燕 陈根永 邵涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期368-375,共8页
氨气(NH3)可以合成富含氮的化肥,还是不含碳的能量载体。工业合成氨工艺通常在高温高压条件下进行,会消耗大量能源且伴随着温室气体的排放。低温、常压下的非热平衡等离子体为合成氨提供了一种有潜力、可持续的途径。为此以氮气和氢气... 氨气(NH3)可以合成富含氮的化肥,还是不含碳的能量载体。工业合成氨工艺通常在高温高压条件下进行,会消耗大量能源且伴随着温室气体的排放。低温、常压下的非热平衡等离子体为合成氨提供了一种有潜力、可持续的途径。为此以氮气和氢气为原料,在低温常压下用脉冲介质阻挡放电等离子体合成氨,主要探究了脉冲参数(脉冲峰值电压、脉冲重复频率、脉冲上升沿)对合成氨体积分数的影响。此外,还考察了气体体积比例、填充氩气和放电间隙对合成氨的影响,分析电学特性和发光图像。结果表明,在电压12 kV、重复频率3k Hz、气体体积比例N2:H2=2:1条件下,NH3体积分数最高可达17 600×10–6,相应的能量效率为1.61 g/k Wh。脉冲重复频率对氨气体积分数有显著影响,增大脉冲重复频率,单位时间内高能电子的数量增加并且运动加剧,更多的N2、H2分子被激发或解离从而NH3体积分数增大。 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 介质阻挡放电 合成氨 脉冲参数 能量效率
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基于连续谱的氩气纳秒脉冲放电中电子温度的研究 被引量:3
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作者 陈传杰 樊永胜 +4 位作者 方忠庆 王媛媛 孔维宾 周锋 王如刚 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2337-2342,共6页
采用了一种针对针的放电结构,将其放置在一个高纯氩气的密闭腔室中,通过施加正极性的过电压产生可重复的大气压纳秒脉冲放电,并提出建立大气压放电的连续辐射模型来诊断氩气纳秒脉冲放电中的电子温度。实验利用电压和电流探头分别获取... 采用了一种针对针的放电结构,将其放置在一个高纯氩气的密闭腔室中,通过施加正极性的过电压产生可重复的大气压纳秒脉冲放电,并提出建立大气压放电的连续辐射模型来诊断氩气纳秒脉冲放电中的电子温度。实验利用电压和电流探头分别获取放电过程中的电压和电流波形图,其放电脉宽约为20 ns。通过消色差透镜、单色仪和ICCD等光学系统的组合来测量放电正柱区在不同时刻(0<t<20 ns)的时间分辨发射光谱。结果表明,放电中连续谱的强度随时间先增加(0<t<10 ns)后减小(10 ns<t<20 ns),但是氩原子的谱线强度则随时间的增加而一直增大。研究表明连续谱强度与电子密度成正相关,因而电子密度随着时间也是先增加而后减小,这与放电电流的变化规律是完全一致的。根据连续谱模型拟合得到放电过程中(0<t<10 ns)的电子温度为(1.4±0.2)eV。随着驱动电压的下降(10 ns<t<20 ns),电子温度逐步减小至0.9 eV。在0<t<10 ns中,激发态氩原子主要是由电子碰撞激发产生的,因而谱线强度随着电子密度的增加而增大。然后,随着电子温度的减小,Ar+2复合反应速率激增,导致电子与离子的复合过程主导产生激发态氩原子,即谱线强度继续增大。通过加入0.5%的水蒸气以获取OH的振转光谱。实验发现,OH(A)的产生机制使其偏离玻尔兹曼平衡分布,本文采用了双温的OH(A-X)光谱模型来考察气体温度。在放电过程中,气体温度保持不变,大约为400 K。此外,水蒸气的加入使得短波长的连续谱发生显著增强。光谱分析认为H 2O在放电中能够解离产生H 2,继而与氩原子的亚稳态发生能量转移生成激发态H_( 2)(a^(3)Σ_(g)^(+))。H _(2)(a^(3)Σ_(g)^(+))将会自发辐射跃迁到排除态H ^(2)(b^( 3)Σ_(u)^(+)),同时发射短波长的连续谱。由于短波长的连续谱对电子温度(T_(e)>1 eV)的响应较为灵敏,所以载气中少量的水蒸气将会对连续谱诊断电子温度带来较大的影响。 展开更多
关键词 大气压放电 发射光谱 纳秒脉冲放电 电子温度 连续谱
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纳秒脉冲空气放电的声学特性实验研究 被引量:4
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作者 黎晗东 罗海云 +3 位作者 陈喆 李雨泰 邹晓兵 王新新 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期840-848,共9页
纳秒脉冲空气放电发声具有频域响应宽、发声元器件小、适用于某些恶劣的周围环境等诸多优势。在纳秒脉冲空气放电领域,现阶段少有针对其发声过程中电信号与声信号关系以及发声原理开展的研究。为此通过搭建电声联合诊断试验平台,在不同... 纳秒脉冲空气放电发声具有频域响应宽、发声元器件小、适用于某些恶劣的周围环境等诸多优势。在纳秒脉冲空气放电领域,现阶段少有针对其发声过程中电信号与声信号关系以及发声原理开展的研究。为此通过搭建电声联合诊断试验平台,在不同脉冲放电能量、放电气隙距离下对电信号与声信号进行实时采集,总结声压波形随不同试验参数的变化规律。结果显示,单次纳秒脉冲空气放电可以产生脉宽为微秒级的脉冲声波,脉冲声压的幅值随脉冲放电能量和气隙距离的增加而增加,其变化规律为:脉冲放电能量每增加1 mJ,声压峰值提升约3 Pa;气隙距离每增加1 mm,声压幅值提升约20 Pa。基于试验结果,引入气体放电产生声音过程中气体压力的波动方程,提出一种纳秒脉冲放电中由电转换到声的机理假想。 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 声波 放电能量 气隙距离 波动方程
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大气压纳秒脉冲裸电极放电的粒子模拟研究 被引量:5
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作者 辛璇 刘冰 张远涛 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期944-951,共8页
大气压纳秒脉冲放电由于能量利用率高、可以生成多种活性粒子且容易形成均匀的放电等优势,在等离子体环境、医学等应用方面具有广阔的前景。为此借助于粒子模拟方法,研究了在裸电极条件下,纳秒脉冲放电的演化过程及放电机理。由于电极... 大气压纳秒脉冲放电由于能量利用率高、可以生成多种活性粒子且容易形成均匀的放电等优势,在等离子体环境、医学等应用方面具有广阔的前景。为此借助于粒子模拟方法,研究了在裸电极条件下,纳秒脉冲放电的演化过程及放电机理。由于电极表面没有覆盖介质,在脉冲电压施加过程中,只能观察到一次放电,放电电流一般在电压下降沿开始时刻附近达到最大值。在电压上升沿及坪区阶段,鞘层电场持续增强,鞘层厚度逐渐变薄,电子能量概率分布函数存在明显的高能尾部,电子与离子数密度可以达到很高的数值;放电的熄灭主要是由于脉冲电压的下降造成的,即使在脉冲电压下降阶段,由于前面阶段放电剧烈鞘层电场非常强,碰撞电离依旧可以持续一定的时间。通过粒子模拟研究脉冲电压驱动的裸电极放电,并与相应的介质阻挡放电比较,有助于深化对纳秒脉冲激励的放电演化过程与内在机理的认识。 展开更多
关键词 纳秒脉冲放电 大气压放电 粒子模拟 裸电极放电 鞘层电场 二次电子 电子能量分布函数
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纳秒脉冲放电等离子体助燃技术研究进展 被引量:28
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作者 聂万胜 周思引 车学科 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1749-1758,共10页
纳秒脉冲放电等离子体辅助燃烧技术应用前景广阔,既可用于发动机点火和火焰稳定,又可降低废气排放、提高燃烧效率。近十年以来,通过设计各类巧妙的等离子体助燃实验,借助先进的光学诊断技术和数值仿真手段,研究人员在纳秒脉冲等离子体... 纳秒脉冲放电等离子体辅助燃烧技术应用前景广阔,既可用于发动机点火和火焰稳定,又可降低废气排放、提高燃烧效率。近十年以来,通过设计各类巧妙的等离子体助燃实验,借助先进的光学诊断技术和数值仿真手段,研究人员在纳秒脉冲等离子体与燃烧相互作用机制、各类参数对助燃的影响以及在发动机燃烧室中的应用等方面都取得了不少重大研究成果。鉴于此,在介绍发展历史和技术需求的基础上,分别从助燃原理、实验与应用研究、诊断与仿真技术这3方面对纳秒脉冲等离子体助燃技术进行了综述。其中,根据最核心参数气体压力的大小进行分类,分别对常低压条件和中高压条件下一些具有代表性的实验研究进行了详细分析;并对包括超贫、低温、无焰燃烧及燃烧不稳定控制在内的一批新兴等离子体助燃技术应用方向进行了评述。最后,从纳秒脉冲等离子体助燃技术实用化角度考虑,指出了研究面临的挑战和未来发展的方向。 展开更多
关键词 等离子体辅助燃烧 纳秒脉冲放电 放电与燃烧诊断 非平衡等离子体 动力学
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