Исследование поверхностного диэлектрического барьерного разряда, создаваемого параллельными плоскими электродами

Исследовано влияние напряженности электрического поля, а также других физических параметров, на формирование диэлектрического барьерного разряда. Проанализированы формулы для оценки геометрических размеров и длительности существования отдельного микроразряда в ячейках диэлектрического барьерного разряда. Эти формулы исследованы для модельных систем двух видов: 1) плоский электрод с диэлектрическим покрытием, к которому примыкает расположенный перпендикулярно к нему второй плоский металлический электрод; 2) плоский электрод с диэлектрическим покрытием, к которому примыкает расположенный перпендикулярно к нему второй электрод с цилиндрическим поперечным сечением. Рассмотрен барьерный разряд, возникающий на поверхности диэлектрика, на которой расположен ряд параллельных плоских металлических электродов. С противоположной стороны на поверхности диэлектрика находится сплошной заземленный электрод. Показано, что существует оптимальная геометрическая конфигурация разрядной ячейки (ширина металлической полосы, зазор между плоскими электродами на поверхности диэлектрика), для которой достигается наилучшая энергетическая эффективность протекания плазмохимических процессов. Полученные результаты могут быть использованы при создании новых плазмохимических реакторов для установления оптимальных режимов их работы в целях увеличения выхода целевого продукта при одновременном снижении энергопотребления установки.

Литература

[1] Шибков В.М., Александров А.Ф., Ершов А.П. и др. Свободнолокализованный сверхвысокочастотный разряд в сверхзвуковом потоке газа // Физика плазмы. 2005. Т. 31. № 9. С. 857-864.

[2] Шибков В.М., Александров А.Ф., Ершов А.П. и др. Воспламенение сверхзвукового потока углеводородного топлива с помощью сверхвысокочастотных разрядов // Вестник Московского университета. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2004. № 5. С. 67-69.

[3] Artana G., D’Adamo J., Leger L. et al. Flow control with electrohydrodynamic actuators // AIAA Paper 2001-0351, Reno, Nevada, 2001.

[4] Leonov S., Gromov V., Kuriachy A., Yarantsev D. Mechanisms of flow control by near-surface electric discharge generation // AIAA Paper 2005-0780, Reno, Nevada, 2005.

[5] Corke T.C., Post M.L. Overview of plasma flow control: concepts, optimization and applications // AIAA Paper 2005-0563, Reno, Nevada, 2005.

[6] Hall K.D., Jumper E.J., Corke T.C., McLaughlin T.E. Potential flow model of a plasma actuator as a lift enhancement device //AIAA Paper 2005-0783, Reno, Nevada, 2005.

[7] Курячий А.П., Русьянов Д.А., Скворцов В.В., Чернышев С.Л. Моделирование системы электрогазодинамических исполнительных элементов // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2011. № 5. С. 108-119.

[8] Невар E.A., Савастенко Н.А., Брюзер В., Лопатик Д.А., Мэй Ф., Буцень А.В., Тарасенко Н.В., Бураков В.С. Плазменные синтез и обработка наноразмерных частиц халькопирита // Журнал прикладной спектроскопии. 2010. Т. 77. № 1.С. 136-141.

[9] Бураков В.С., Тарасенко Н.В., Буцень А.В., Неделько М.И., Невар Е.А. Лазерноплазменные методы получения и магнитные свойства нанопорошков силицидов гадолиния // Проблемы физики, математики и техники. 2011. № 2 (7). С. 22-25.

[10] Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. М.: Изд-во МГУ, 1998. 480 с.

[11] Андреев В.В., Васильева Л.А., Кравченко Г.А., Пичугин Ю.П., Филиппов В.Г. Результаты исследования структуры барьерного разряда // Нелинейный мир. 2009. Т. 7. № 11. С. 811-819.

[12] Андреев В.В., Васильева Л.А., Матюнин А.Н., Пичугин Ю.П. Исследование структуры барьерного разряда вблизи электрода с цилиндрическим поперечным сечением // Прикладная физика. 2011. № 1. С. 52-57.

[13] Пичугин Ю.П. Актуальность и эффективность многобарьерных озонаторов // Материалы 25-го Всероссийского семинара "Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии", 2003. С. 36-47.

[14] Самойлович В.Г., Гибалов В.И., Козлов К.В. Физическая химия барьерного разряда. М.: Изд-во МГУ, 1989. 176 с.

[15] Cieplak T., Yamabe C., Olchowik J.M., Ozonek J. Analysis of the process of ozone generation and micro-channel intensity distribution by the discharge analysis method // Materials Science Poland. 2006. Vol. 24. No 4. P. 1087-1093.

[16] Соколова М.В. Оптимизация образования озона в электрическом разряде // Известия АН СССР. Энергетика и транспорт. 1983. № 6. С. 99-107.

[17] Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 592 с.

[18] Андреев В.В., Васильева Л.А. Исследование поверхностного барьерного разряда, создаваемого электродами в виде ряда параллельных полос // Прикладная физика. 2012. № 6. С. 116-122.

[19] Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике: Электричество и магнетизм. Т. 5. М.: Мир. 1977. 304 с.