水中納秒正極脈沖火花放電通道演化特征研究.pdf

1、水中高壓脈沖放電涉及高強(qiáng)電場(chǎng)、紫外輻射、沖擊波、超聲波以及各種化學(xué)活性種類(lèi)等復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程。這些物理和化學(xué)過(guò)程在環(huán)境、醫(yī)療、材料制備以及工程技術(shù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，目前受到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的關(guān)注。水中火花放電是水中高壓放電的一種重要形態(tài)。水中火花放電產(chǎn)生的火花絲是一種氣態(tài)的放電通道，各種化學(xué)活性種類(lèi)及各種化學(xué)反應(yīng)都是在這個(gè)放電通道內(nèi)產(chǎn)生。放電通道物理特性，如通道半徑、通道內(nèi)的氣體密度、壓強(qiáng)、溫度等，對(duì)通道內(nèi)各種化學(xué)活性種類(lèi)的產(chǎn)生以及

2、各種化學(xué)反應(yīng)的速率有著直接的影響。但是目前對(duì)水中火花放電通道內(nèi)氣體密度、壓強(qiáng)、溫度等物理量的實(shí)驗(yàn)研究開(kāi)展得較少。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴放電結(jié)束后火花放電通道半徑隨時(shí)間先增大后減小，經(jīng)歷一個(gè)膨脹坍縮過(guò)程，在放電結(jié)束180?s左右時(shí)放電通道半徑達(dá)到最大值（約1.2 mm）。針尖附近位置的放電通道半徑要大于其他位置上的放電通道半徑。⑵放電結(jié)束后火花放電通道氣體壓強(qiáng)約5個(gè)大氣壓，隨時(shí)間先減小后增大，在180s左右時(shí)達(dá)到最小值，約為一

3、個(gè)大氣壓。⑶放電結(jié)束后火花放電通道氣體密度約600kg/m3，隨時(shí)間先減小后增大，在180s左右時(shí)放電通道氣體密度達(dá)到最小值（約450kg/m3）。針尖附近位置的放電通道氣體密度要小于其他位置上的放電通道氣體密度。⑷放電結(jié)束后火花放電通道氣體溫度約1900 K，隨時(shí)間先減小后增大，在180s左右時(shí)放電通道氣體溫度達(dá)到最小值（約500K）。⑸通過(guò)比較三種水電導(dǎo)率條件下火花放電通道的半徑、氣體密度、壓強(qiáng)和溫度的結(jié)果，在本研究的研究范圍內(nèi)，水