Transições entre regimes de corona, brilho e faíscas de descargas de nanossegundos repetidamente pulsadas no ar à pressão atmosférica

Abstract : No ar à pressão atmosférica pré-aquecido de 300 a 1000 K, o método do nanossegundo pulsado repetitivamente (NRP) tem sido utilizado para gerar descargas de coroa, fulgor e faíscas. Foram feitas experiências para determinar o espaço de parâmetros (tensão aplicada, frequência de repetição de impulsos, temperatura ambiente do gás, e distância de interelectrodos) de cada regime de descarga. Em particular, foram determinadas as condições experimentais necessárias para o regime de brilho das descargas de NRP, com o resultado notável de existir uma distância mínima e máxima de intervalo para a sua existência a uma dada temperatura ambiente do gás. A distância mínima de intervalo aumenta com a diminuição da temperatura do gás, enquanto que a máxima não varia sensivelmente. Para explicar os resultados experimentais, é desenvolvido um modelo analítico para explicar as transições entre a coroa e o incandescente (C-G) e entre o brilho e o faiscamento (G-S). A transição C-G é analisada em termos da transição avalanche-para-fluxo e do campo de desagregação durante a fase de condução após o estabelecimento de um canal condutor através do intervalo de descarga. A transição G-S é determinada pela instabilidade da ionização térmica, e mostramos analiticamente que esta transição ocorre num determinado campo eléctrico reduzido para as descargas de NRP aqui estudadas. Este modelo mostra que a geometria do eléctrodo desempenha um papel importante na existência do regime de brilho do PRNR a uma dada temperatura de gás. Obtemos um critério para a existência do regime de brilho do NRP em função da temperatura ambiente do gás, frequência de repetição de impulsos, raio de curvatura do eléctrodo e distância de interelectrodos.

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