高速流動氣體直流擊穿行為的研究.pdf

1、等離子體流速和流動狀態(tài)顯著影響等離子體鞘層結(jié)構(gòu)和離子波動模式的，在氣體放電過程中，氣體的流動也起著很大的作用。主要表現(xiàn)是：氣體流速影響等離子體射流的長度和體積；氣流可以制約放電過程，從而影響放電氣體擊穿行為；高速流場中帶電粒子的流動使得氣流場能量分布發(fā)生變化，影響流場的溫度、激波狀態(tài)、分離區(qū)大小和光學(xué)特性等行為，進而改變氣體放電模式。在超音速飛行器飛行的過程中，由于粘性作用和滯止效應(yīng)，飛行器與高速氣流相互摩擦?xí)纬傻入x子體，因此氣流中的

2、氣體放電行為在航天航空技術(shù)中廣受關(guān)注，尤其是超高速飛行器周圍的氣流狀態(tài)是近幾年的熱點問題。
　　本研究首先設(shè)計了一種不對稱平板放電電極結(jié)構(gòu)，輔助以超高分子束技術(shù)為手段獲得的穩(wěn)定高速氬氣流通過電極之間，實現(xiàn)流速在50~700 m/s之間的高速氣流放電。詳細(xì)研究了電壓類型、放電電極間距以及氣壓對高速氣體擊穿電壓隨氣流速度變化規(guī)律的影響。研究表明：不同電源激勵下，隨流速變化氣流擊穿電壓變化的趨勢差別很大，直流電源激勵下，隨流速增加，氬氣

3、，擊穿電壓先下降后升高；而交流電源激勵下，氣體擊穿電壓隨氣流速度的增大呈單調(diào)增長趨勢?？刂茪饬飨掠螝鈮海诓煌姌O間距下，氣體直流擊穿電壓呈現(xiàn)不同趨勢。電極間距20mm，氣體流速較低時，隨流速的增大擊穿電壓下降；在聲速附近擊穿電壓不穩(wěn)定，起伏很大；在流速超過音速后擊穿電壓隨氣流速度的增加而增大；電極間距40 mm，隨流速的增大擊穿電壓先降低后升高，在聲速附近沒有出現(xiàn)擊穿電壓的起伏。保持電極間距不變，在不同下游氣壓范圍內(nèi)，高速氬氣擊穿電壓