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介质阻挡放电电子激发温度、分子振动温度研究

刘峰  
【摘要】: 本工作使用双水电极介质阻挡放电装置,采用发射光谱的方法研究了Ar、Ar/air、Ar/N2介质阻挡放电中电子激发温度和分子振动温度。在大气压Ar/air介质阻挡放电中,首先研究了电子激发温度和分子振动温度随着空气含量增加的变化规律,同时还得到放电总光信号和气隙间电压的时间特性以及相应斑图;然后研究了这两种温度与频率的关系,分子振动温度因空气含量不同而表现出不同变化趋势。在Ar/air介质阻挡放电中,当压强增加时,分子振动温度显著地减小。在大气压Ar介质阻挡放电中,实验发现在不同氩气流量下,电子激发温度随外加电压增加变化规律不同。特别是在氩气流量为2.5 L/min时,随外加电压增大,出现了两次类辉光现象;这时电子激发温度随外加电压增加首先减小然后保持不变。在大气压Ar/N2介质阻挡放电中,研究了电子激发温度和分子振动温度与外加电压和氩气流量(氮气流量一定)的变化关系。并对上述计算两种温度的谱线相对强度随实验参数变化进行了分析。 此外,本论文还研究了电子激发温度的空间分布。氩气流量≤0.5 L/min时,发现在微放电通道中各个位置的电子激发温度是不相同的,且在放电间隙的正中间出现一个最大值,越靠近玻璃板,其数值越小。氩气流量≥1 L/min、气隙间距d=3 mm时,放电间隙各个位置的电子激发温度基本保持不变;该条件下六边形斑图不随氩气流量和外加电压改变而变化。 本工作对介质阻挡放电斑图时空动力学研究以及电子温度控制在工业应用领域具有比较重要的参考价值。


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