Распространение импульсного разряда над поверхностью воды и водных растворов

• Автор: Ваулин, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

§1.1 Общее описание искровых разрядов.

§1.2 Импульсные разряды в воде.

§ 1.3 Импульсные разряды над поверхностью мокрого грунта.

§ 1.4 Импульсные разряды над поверхностью жидкости.

§1.5 Влияние проводимости и геометрии среды, над которой

распространяется разряд.

§1.6 Определение некоторых параметров разрядов над жидкостями.

§1.6.1 Концентрация и температура электронов.

§ 1.6.2 Скорость распространения разряда.
ГЛАВА 2. СТАДИИ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАЗРЯДА.
§2.1 Экспериментальная установка и методика измерений.
§2.2 Стадии развития разряда.
§2.3 Условия распространения импульсного разряда над поверхностью
жидкости.
§2.4 Экспериментальная установка для определения скорости разряда.
§2.5 Метод киносъемки.
§2.6 Метод использования фотоумножителя.
§2.7 Метод использования эквивалентной схемы разряда.
§2.8 Сравнение результатов полученных разными методами.
§2.9 Выводы к главе 2.
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЛАЗМЫ РАЗРЯДА
§3.1 Экспериментальная установка для определения параметров плазмы
разряда.
§3.2 Методика спектральных измерений и определения параметров плазмы
разряда.
§3.3 Определение интегрального по спектру свечения разряда над
поверхностью воды.
§3.4 Общие характеристики спектра разряда над поверхностью воды.
§3.5 Определение температуры возбуждения и концентрации электронов в
плазме завершенного разряда.
§3.6 Определение температуры возбуждения и концентрации электронов в
плазме незавершенного разряда.
§3.7 Сравнение' полученных экспериментально параметров с теоретическими
оценками.
§3.8 Выводы к главе 3.
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕГРАД НА
РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАЗРЯДА
§4.1 Зависимость продолжительности второй стадии развития разряда от
различных параметров.
§4.2 Объяснение распространения разряда на основе газодинамической
модели.
§4.3 Схема расположения диэлектрических преград
§4.4 Возможность преодоления преграды.

§4.5 Влияние преград на характеристики разряда.
§4.6 Распространение импульсного разряда над твердой поверхностью.
§4.7 Выводы к главе 4.
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СКОРОСТИ
РАСПРОСТАНЕНИЯ РАЗРЯДА ОТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОДНОГО РАСТВОРА.
§5.1 Определение времени распространения разряда при нагреве воды.
§5.2 Зависимость скорости от сопротивления соляных и спиртовых
растворов.
§5.3 Зависимость скорости от сопротивления соляных растворов в
дистиллированной воде.
§5.4 Выводы к главе 5.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА

ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность темы.
Одним из важнейших направлений изучения искрового разряда и его характеристик является исследование импульсного разряда, распространяющегося по поверхности воды и ее растворов. Необходимость таких исследований обусловлена разработкой устройств очистки воды и систем молниезащиты. В связи с этим в различных лабораториях выполнено большое количество работ по изучению искровых разрядов и в том числе импульсного разряда, распространяющегося по поверхности воды.
В настоящей работе экспериментально исследуются параметры и поведение разряда, распространяющегося над поверхностью воды в условиях, когда над ней существует паровоздушная прослойка. Многие характеристики такого разряда не были тщательно изучены ранее, что в значительной мере затрудняло создание соответствующих теоретических моделей. В связи с этим, тема настоящей диссертационной работы является достаточно актуальной.
Цель работы.
В качестве основных целей работы необходимо выделить следующие:
• Проведение детальных исследований динамики распространения разряда над поверхностью воды при использовании квазипрямоугольного импульса напряжения, длительность которого достаточна для формирования паровоздушной прослойки между разрядом и жидкостью.
• Изучение характера распространения импульсного разряда над поверхностью воды при наличии диэлектрических преград в условиях, когда между разрядом и жидкостью существует паровоздушная среда.
• Детальное изучение влияния сопротивления жидкости на скорость распространения над ней импульсного разряда.
Научная новизна работы состоит в следующем:
• Применение генератора квазипрямоугольных импульсов позволило четко выделить три стадии развития разряда над поверхностью воды в условиях интенсивного парообразования.
• Впервые проведены исследования и выявлены основные особенности распространения разряда над поверхностью воды при наличии нескольких диэлектрических преград различных размеров.

ГЛАВА
СТАДИИ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАЗРЯДА.
Проводилось экспериментальное изучение условий, необходимых для распространения импульсного разряда над поверхностью слабопроводящей жидкости. Полученные экспериментальные результаты позволяют расширить представления о механизме распространения разряда, знание которых необходимо при разработке соответствующих физических моделей.
§2.1 Экспериментальная установка и методика измерений.
Эксперименты по исследованию стадий развития и условий возникновения поверхностного разряда были выполнены на установке, схема которой приведена на рис. 2.1.
Жидкость (1) наливалась в кювету из оргстекла (2) с внутренней полостью размером 30 см х 2 см х 12 см. Непосредственно над водой, на высоте Н = (3 - 8) мм располагался высоковольтный отрицательный электрод (катод) (3) в виде заостренного стержня. Плоский заземленный электрод (анод) (4) размещался непосредственно в жидкости у противоположной стенки кюветы. Источником питания служил импульсный модулятор (5), вырабатывающий квазипрямоугольные отрицательные импульсы длительностью т = (10 - 1000) мкс и с максимальной амплитудой 30 кВ. Для ограничения разрядного тока использовалось балластное сопротивление (6). Падение напряжения на разряде определялось при помощи омического делителя напряжения (7) Л2) с
коэффициентом деления 2000, а разрядный ток — при помощи шунта (Я,,, = 0,5 Ом). Сигналы (8) с делителя напряжения и шунта подавались на два входа цифрового запоминающего осциллографа. В экспериментах расстояние между электродами по