Ключові слова
avalanche-streamer transition
photo-ionization
electric field strength of electron avalanche імпульсний діелектричний бар’єрний розряд
лавинно-стрімерний перехід
фотоіонізація
напруженість електричного поля лавини електронів
Як цитувати
Анотація
Метою роботи є визначення впливу величини міжелектродного проміжку і часової залежності зростання імпульсного електричного поля на характеристики лавинної стації імпульсного бар’єрного розряду від початку дрейфу електронів у поступово зростаючому електричному полі з урахуванням порогового характеру процесу ударної іонізації в газі, впливу фотоіонізації на розмноження лавин, дифузії і електростатичного розштовхування електронів до моменту досягнення у головці лавини умови початку стрімерного процесу. Розрахункові дослідження проведені для конкретної електродної системи з діелектричним бар’єром на катоді для газового проміжку 1–3 мм, імпульсу напруги з амплітудою 25 кВ і часом її досягнення 50 нс. Знайдено, що після трьох-чотирьох етапів генерації лавин їх перетворення у стрімері відбувається за напруженості поля 80-100 кВ/см, який настає через ~30 нс після подачі напруги і слабко залежить від величини газового проміжку. З’ясовано, що для експерименту з тестовим проміжком 1.5 мм такі значення напруженості і часу мають місце в момент досягнення максимальної величини струму. Встановлено, що розміри лавини електронів для заданого імпульсу напруги у пристрою імпульсного бар’єрного розряду визначаються процесом дифузії електронів. Показано, що після подачі напруги в результаті першого етапу дрейфу електронів кількість випромінених фотонів, здатних породжувати ефективні електрони для подальшого розвитку лавинного процесу, сильно залежить від величини розрядного проміжку. Визначено межі довжин проміжків із суттєво різною можливістю ініціювати розвиток лавин на наступних етапах. Библ. 22, рис. 9, табл. 2.
Посилання
Xin Pei Lu, Mounir Laroussi. Temporal and spatial emission behavior of homogeneous dielectric barrier discharge driven by unipolar sub-microsecond square pulses. Journal of Physics D: Applied Physics. 2006. Vol. 39. Pp. 1127-1131. DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/6/018.
Shao Tao, Long Kaihua, Zhang Cheng, Yan Ping, Zhang Shichang, Pan Ruzheng. Experimental study on repetitive unipolar nanosecond-pulse dielectric barrier discharge in air at atmospheric pressure. Journal of Physics D: Applied Physics. 2008. Vol. 41. 215203 (8pp). DOI: https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/21/215203.
Shuai Zhang, Li Jia, Wen-chun Wang, De-zheng Yang, Kai Tang, Zhi-jie Liu. The influencing factors of nanosecond pulse homogeneous dielectric barrier discharge in air. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Bio-molecular Spectroscopy. 2014. Vol. 117. Pp. 535-540. DOI: https://doi.org/10.1016/j.saa.2013.08.051.
Kogelschatz U. Review Dielectric-barrier Discharges: Their History, Discharge Physics, and Industrial Appli-cations. Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2003. Vol. 23. No 1. Рр. 1-47. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1022470901385.
Schmidt M., Holub M., Jogi I., Sikk M. Treatment of industrial exhaust gases by a dielectric barrier dis-charge. Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2016. No 75. P. 24708. DOI: https://doi.org/10.1051/epjap/2016150554 .
Bozhko I.V., Bereka V.O. Uniform of pulse barrier discharge in the air of atmospheric pressure in the pres-ence of water in a drop-film condition. Tekhnichna Elektrodynamika. 2019. No 5. Pp. 17-21. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2019.05.017. (Ukr)
Bereka V.O., Bozhko I.V., Kondratenko I.P. Influence of parameters of water movement at its treatments on energy efficiency pulse barrier discharge. Tekhnichna Elektrodynamika. 2022. No 3. Pp. 62-68. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2022.03.062. (Ukr)
Lobanov L.M., Berdnikova O.M., Pashchyn M.O., Mykhoduj O.L., Kushnaryova O.S., Solomiychuk T.G., Kryvyi V.I. Strengthening of welded structures of 25KHGNMT steel by pulsed barrier discharge treatment. Av-tomaticheskaya Svarka (Automatic Welding). 2022. No 12. Pp. 3-8. DOI: https://doi.org/10.37434/as2022.12.01 . (Ukr)
Bozhko I.V., Kondratenko I.P., Lobanov L.M., Pashchin М.О., Berdnikova O.M., Mykhodui O.L., Kushnarova O.S., Goncharov P.V. Pulsed barrier discharge for treatment of surfaces of 25ХГНМТ steel plates. Tekhnichna Elektrodynamika. 2023. No 1. Pp. 76-81. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2023.01.076. (Ukr)
Rizer Yu.P. Gas Discharge Physics. Springer. Berlin Heidelberg, 2011. 449 p. (Rus).
Meek J.M., Craggs J.D. Electrical Breakdown of Gases. Wiley, 1953. 507 p. DOI: https://doi.org/10.1002/qj.49708034425.
Korolev Yu. D., Mesyats G. A. Physics of Pulsed Breakdown in Gases. Ural Division of the Russian Acad-emy of Sciences, 1998. 274 p. (Rus)
Beyer M., Boeck W., Möller K., Zaengl W. Hochspannungstechnik. Theoretische und praktische Grundla-gen. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1986. XIII, 362 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-61633-4 .
Granovsky V. L. Electric Current in a Gas. Steady-State Current. Moskva: Nauka, 1971. 543 p. (Rus)
Raether H. Electron Avalanches and Breakdown in Gases. London: Butterworths, 1964. 191 p.
Lozansky E.D. and Firsov O.B. The Theory of the Spark. Moskva: Atomizdat, 1975. 272 p. (Rus).
Bereka V.O., Bozhko I.V., Karlov O.M., Kondratenko I.P. Coordination of parameters of the power source and the working chamber for water treatment with pulse barrier discharge. Tekhnichna Elektrodynamika. 2023. No 4. Pp. 81-89. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2023.04.081. (Ukr).
Bereka V.O., Vasetsky Yu.M., Kondratenko I.P. The influence of the connecting high-voltage cable to the currents and voltages in device of pulsed dielectric barrier discharge. Tekhnichna Elektrodynamika. 2023. No 4. Pp. 81-89. DOI: https://doi.org/10.15407/techned2024.04.016. (Ukr).
Atomic and Molecular Processes. Editor: D.R. Bates. Academic Press, 1962. 904 p.
Razevig D.V. High Voltage Engineering. Khanna Publishers, 2011. 726 p.
Teich T.H. Emission gasionisierender Strahlung aus Elektronenlawinen. I. Meflanordnung und MeBver-fahren. Messungen in Sauerstoff. Zeitschrift Fur Physik. 1967. Bd 199. H. 4. Pp. 378-394. DOI: https://doi.org/10.1007/bf01332287.
Teich T.H. Emission gasionisierender Strahlung aus Elektronenlawinen. II. Messungen in Oz--He-Gemischen, D~impfen, CO2 und Luft; Datenzusammenstellung. Zeitschrift Fur Physik. 1967. Bd 199. H. 4. Pp. 395-410. DOI: https://doi.org/10.1007/BF01332288.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Авторське право (c) 2025 Array