短空氣間隙放電流注分叉特性研究.pdf

1、氣體中的流注放電現(xiàn)象作為產(chǎn)生非熱等離子體的途徑被工業(yè)界應(yīng)用于廢氣處理，內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火等領(lǐng)域。在很多情況下，流注放電通道會(huì)分裂成幾條而形成流注分叉現(xiàn)象。研究和理解厘米級短間隙中的流注分叉現(xiàn)象對于提高流注放電在工業(yè)應(yīng)用中的效率有極大的幫助。但是，由于觀測條件、計(jì)算手段等因素的限制，目前對于短間隙放電流注分叉現(xiàn)象的研究還不夠深入，流注分叉產(chǎn)生的具體機(jī)制與過程仍不清晰，影響流注分叉特性的因素及各種因素在分叉過程中所起到的作用也沒有得到足夠的探索。因

2、此，有必要對流注分叉理論和短間隙中流注分叉特性的影響因素進(jìn)行更深入的研究。
　　本文首先對流注分叉機(jī)制進(jìn)行了介紹，分析了流注頭部凈電荷層在發(fā)展過程中產(chǎn)生拉普拉斯不穩(wěn)定性的原因，在此基礎(chǔ)上描述了流注分叉的過程。同時(shí)，提出了拉普拉斯不穩(wěn)定性系數(shù)λ，即凈電荷層厚度與流注頭部曲率半徑之比作為衡量凈電荷層不穩(wěn)定性的參數(shù)。拉普拉斯不穩(wěn)定性系數(shù)越小，凈電荷層越接近于平面狀態(tài)從而越不穩(wěn)定，使流注更容易產(chǎn)生分叉。
　　另外，本文對短間隙中的流

3、注分叉現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，通過搭建短空氣棒-板間隙放電實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了單次和重頻放電實(shí)驗(yàn)。在單次放電實(shí)驗(yàn)中，研究了外加電壓，電極結(jié)構(gòu)（包括棒電極形狀與間隙距離）對流注分叉特性的影響，結(jié)果表明：在外加電壓幅值從45kV增加到60kV的過程中，流注分叉的數(shù)量和流注分叉通道的光學(xué)直徑都會(huì)逐漸增加。在間隙距離從6cm減小到3.5cm的過程中，流注分叉的數(shù)量和流注分叉通道的光學(xué)直徑也會(huì)逐漸增加。在間隙距離相同時(shí)，半球形棒電極相比于錐形棒電極能夠產(chǎn)生