Transiciones entre los regímenes de corona, resplandor y chispa de descargas pulsadas repetitivas de nanosegundos en aire a presión atmosférica

Resumen : En aire a presión atmosférica precalentado de 300 a 1000 K, se ha utilizado el método de nanosegundos pulsados repetitivamente (NRP) para generar descargas de corona, resplandor y chispa. Se han realizado experimentos para determinar el espacio de parámetros (tensión aplicada, frecuencia de repetición de pulsos, temperatura del gas ambiente y distancia entre electrodos) de cada régimen de descarga. En particular, se han determinado las condiciones experimentales necesarias para el régimen de resplandor de las descargas NRP, con el notable resultado de que existe una distancia de separación mínima y máxima para su existencia a una determinada temperatura del gas ambiente. La distancia de separación mínima aumenta al disminuir la temperatura del gas, mientras que la máxima no varía de forma apreciable. Para explicar los resultados experimentales, se desarrolla un modelo analítico para explicar las transiciones de corona a brillo (C-G) y de brillo a chispa (G-S). La transición C-G se analiza en términos de la transición de avalancha a chorro y del campo de ruptura durante la fase de conducción tras el establecimiento de un canal conductor a través del hueco de descarga. La transición G-S está determinada por la inestabilidad de ionización térmica, y mostramos analíticamente que esta transición se produce a un determinado campo eléctrico reducido para las descargas NRP estudiadas aquí. Este modelo muestra que la geometría del electrodo juega un papel importante en la existencia del régimen de resplandor NRP a una determinada temperatura del gas. Derivamos un criterio para la existencia del régimen de resplandor NRP en función de la temperatura del gas ambiente, la frecuencia de repetición de pulsos, el radio de curvatura del electrodo y la distancia de separación entre electrodos.

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