Transizioni tra i regimi di corona, bagliore e scintilla di scariche pulsate ripetitivamente a nanosecondi in aria a pressione atmosferica

Abstract : In aria a pressione atmosferica preriscaldata da 300 a 1000 K, il metodo NRP (nanosecond repetitively pulsed) è stato usato per generare scariche corona, glow e spark. Gli esperimenti sono stati eseguiti per determinare lo spazio dei parametri (tensione applicata, frequenza di ripetizione degli impulsi, temperatura del gas ambiente e distanza del gap interelettrodo) di ogni regime di scarica. In particolare, sono state determinate le condizioni sperimentali necessarie per il regime di bagliore delle scariche NRP, con il notevole risultato che esiste una distanza minima e massima del gap per la sua esistenza ad una data temperatura del gas ambiente. La distanza minima della lacuna aumenta con la diminuzione della temperatura del gas, mentre la massima non varia in modo apprezzabile. Per spiegare i risultati sperimentali, viene sviluppato un modello analitico per spiegare le transizioni corona-fulmine (C-G) e bagliore-scintilla (G-S). La transizione C-G è analizzata in termini di transizione da valanga a streamer e il campo di ripartizione durante la fase di conduzione dopo la creazione di un canale di conduzione attraverso il gap di scarica. La transizione G-S è determinata dall’instabilità di ionizzazione termica, e dimostriamo analiticamente che questa transizione avviene ad un certo campo elettrico ridotto per le scariche NRP qui studiate. Questo modello mostra che la geometria dell’elettrodo gioca un ruolo importante nell’esistenza del regime di bagliore NRP a una data temperatura del gas. Deriviamo un criterio per l’esistenza del regime di incandescenza NRP in funzione della temperatura del gas ambiente, della frequenza di ripetizione degli impulsi, del raggio di curvatura dell’elettrodo e della distanza del gap interelettrodico.

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