水中针-板结构小能量脉冲火花放电特性

王芝; 韩若愚; 李显东; 陈鹏宇; 李奕璋; 缪劲松

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水中针-板结构小能量脉冲火花放电特性

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开展了J量级系统储能下电脉冲参数对水中火花放电特性影响研究。驱动源采用参数可调的固态重频纳秒脉冲电源,放电负载为水中针-板结构(间距1 mm),在低重频条件(约5 Hz)下进行实验。通过调节放电参数、拍摄高速阴影图像、光谱诊断以及声信号测量,研究水中脉冲放电的物理特性,得到不同放电参数下放电演化规律及其对声学、光谱特性影响。实验发现:在J量级储能下,放电通道连通两极后,回路电流在几百ns内快速上升至10 A左右,随后缓慢下降,持续50~60μs。发现预设脉宽对放电影响较大,短脉宽条件下放电会被电源固态开关强制截断出现反向放电,而长脉宽条件下放电通道在后期变得不稳定甚至熄弧中断,出现气泡中二次放电现象。辐射光谱揭示了更多等离子体信息,推断通道电子密度在1018 cm-3量级,随着脉宽增加,特征谱线强度增加,表明活性粒子数密度增加,但粒子种类不变。短脉冲(<150μs)作用下产生的脉冲声波的特征宽度在110~150μs,而当脉宽继续增大,声波脉宽并不继续增加而是保持不变,保持在150μs左右。研究结果对水中小能量火花放电的机理研究有一定参考价值,为水声学、液相等离子体等领域的应用提供思路。

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来源
《强激光与粒子束》 |2022年第9期|65-71|共7页
作者
王芝; 韩若愚; 李显东; 陈鹏宇; 李奕璋; 缪劲松;
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作者单位

北京理工大学物理学院;

重庆大学电气工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类高电压及大电流技术的应用;
关键词
水中放电; 等离子体; 图像诊断; 光谱诊断; 声波与冲击波;

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