1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплофизика высоких температур
  4. T. 61, № 4, 2023

Теплофизика высоких температур, 2023, T. 61, № 4, стр. 484-491

Электрофизические и тепловые процессы в условиях горения разряда с жидким (неметаллическим) катодом

Ал. Ф. Гайсин 1, *, Ф. М. Гайсин 1, Р. Ш. Басыров 1, Р. Р. Каюмов 1, Д. Н. Мирханов 1, С. Ю. Петряков 1

1 Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИ
г. Казань, Россия

* E-mail: almaz87@mail.ru

Поступила в редакцию 13.12.2022
После доработки 25.01.2023
Принята к публикации 11.05.2023

Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований и численных расчетов параметров электрического разряда с жидким (неметаллическим) катодом в потоке воздуха атмосферного давления. Описаны формы плазменных структур, возникающих в межэлектродном промежутке. С помощью оптической эмиссионной спектроскопии установлены состав плазмы и концентрация электронов. Методом инфракрасной термографии определена температура поверхности электродов в зоне горения разряда. Построена вольт-амперная характеристика разряда. Приведены результаты численных расчетов распределения плотности мощности джоулевого тепловыделения и напряженности электрического поля вблизи металлического анода. Описано образование парожидкостной смеси вокруг погруженной части металлического анода в электролит.

Список литературы

  1. Bruggeman P.J., Kushner M.J., Locke B.R., Gardeniers J.G., Graham W.G., Graves D.B., Hofman-Caris R.C. et al. Plasma–Liquid Interactions: a Review and Roadmap // Plasma Sources Sci. Technol. 2016. V. 25. P. 053002.

  2. Sakiyama Y., Graves D.B., Hung-Wen Ch., Shimizu T., Morfill G.E. Plasma Chemistry Model of Surface Microdischarge in Humid Air and Dynamics of Reactive Neutral Species // J. Phys. D: Appl. Phys. 2012. V. 45. P. 425201.

  3. Raizer Y.P., Allen J.E., Kisin V.I. Gas Discharge Physics. Berlin: Springer, 1997. 449 p.

  4. Гайсин А.Ф., Сон Э.Е., Ефимов А.В., Гильмутдинов А.Х., Кашапов Н.Ф. Спектральная диагностика плазмы разряда между металлическим катодом и жидким анодом // ТВТ. 2017. Т. 55. № 3. С. 472.

  5. Хлюстова А.В. Динамическая модель подводного разряда // Письма в ЖТФ. 2021. Т. 47. С. 38.

  6. Kashapov N.F., Kashapov R.N., Kashapov L.N. Influence of the Electrolytic Cathode Temperature on the Self-sustaining Mechanism of Plasma-electrolyte Discharge // J. Phys. D: Appl. Phys. 2018. V. 51. P. 494003.

  7. Кирко Д.Л. Исследование приэлектродной плазмы и поверхности электродов при разряде в электролите // Физика плазмы. 2020. Т. 46. № 6. С. 495.

  8. Andre P., Barinov Y., Faure G., Kaplan V., Lefort A., Shkol’nik S., Vacher D. Experimental Study of Discharge with Liquid Non-metallic (Tap-water) Electrodes in Air at Atmospheric Pressure // J. Phys. D: Ap-pl. Phys. 2001. V. 34. P. 3456.

  9. Желтухин В.С., Гайсин Ал.Ф., Петряков С.Ю. Механизм пробоя высокочастотного разряда со струйными электролитическими электродами // Письма в ЖТФ. 2022. Т. 48. С. 24.

  10. Гайсин Ал.Ф., Сон Э.Е., Петряков С.Ю. Высокочастотный емкостной разряд с проточными жидкими электродами при понижении давления // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 7. С. 625.

  11. Сон Э.Е., Суворов И.Ф., Какауров С.В., Гайсин А.Ф., Самитова Г.Т., Соловьева Т.Л., Юдин А.С., Рахлецова Т.В. Электрические разряды с жидкими электродами и их применение для обеззараживания вод // ТВТ. 2014. Т. 52. № 4. С. 512.

  12. Хафизов А.А., Валиев Р.И., Багаутдинова Л.Н., Гайсин Аз.Ф., Гайсин Ал.Ф., Гайсин Ф.М., Сон Э.Е., Фахрутдинова И.Т. Электрический разряд переменного тока в однопроцентном растворе хлорида натрия в дистиллированной воде при пониженных давлениях // ТВТ. 2022. Т. 60. № 4. С. 625.

  13. Валиев Р.И., Хафизов А.А., Багаутдинова Л.Н., Гайсин Ф.М., Басыров Р.Ш., Гайсин Аз.Ф., Гайсин Ал.Ф. Электрические разряды переменного тока в газожидкостной среде раствора хлорида натрия при атмосферном давлении // ТВТ. 2021. Т. 59. № 4. С. 634.

  14. Багаутдинова Л.Н., Садриев Р.Ш., Гайсин А.Ф., Мастюков Ш.Ч., Гайсин Ф.М., Фахрутдинова И.Т., Леушка М.А., Гайсин А.Ф. Некоторые особенности диэлектрического барьерного разряда с жидким и твердым электродами // ТВТ. 2019. Т. 57. № 6. С. 953.

  15. Галимзянов И.И., Гайсин А.Ф., Фахрутдинова И.Т., Шакирова Э.Ф., Ахатов М.Ф., Каюмов Р.Р. Некоторые особенности развития электрического разряда между струйным анодом и жидким катодом // ТВТ. 2018. Т. 56. № 2. С. 306.

  16. Гайсин А.Ф., Гайсин Ф.М., Гайсин А.Ф., Багаутдинова Л.Н., Садриев Р.Ш., Галимзянов И.И., Гильмутдинов А.Х., Шакирова Э.Ф. Термограммы высокочастотного емкостного разряда между твердым и жидким электродами // ТВТ. 2018. Т. 56. № 6. С. 891.

  17. Гайсин А.Ф. Двухмерное численное моделирование объемного разряда с жидким анодом // ТВТ. 2017. Т. 55. № 1. С. 141.

  18. Сон Э.Е., Гайсин А.Ф., Леушка М.А., Гайсин А.Ф., Садриев Р.Ш., Гайсин Ф.М. Некоторые особенности электрического разряда между твердым электродом и технической водой // ТВТ. 2016. Т. 54. № 1. С. 29.

  19. Гайсин А.Ф. Исследование воздействия низкотемпературной плазмы парогазовых разрядов с электролитическими электродами при пониженном давлении на изделие сложной геометрической формы // Физика и химия обработки материалов. 2016. № 3. С. 22.

  20. Гайсин А.Ф., Гильмутдинов А.Х., Мирханов Д.Н. Электролитно-плазменная обработка поверхности детали, изготовленной с применением аддитивной технологии // Металловедение и термическая обработка металлов. 2018. № 2 (752). С. 69.

  21. Гайсин А.Ф., Гильмутдинов А.Х. Электролитно-плазменная обработка изделия, изготовленного с применением аддитивной технологии // Физика и химия обработки материалов. 2020. № 2. С. 28.

  22. Агафонов А.В., Сироткин Н.А., Титов В.А., Хлюстова А.В. Подводная низкотемпературная плазма как инструмент синтеза неорганических наноматериалов // Журн. неорг. химии. 2022. Т. 67. № 3. С. 271.

  23. Рыбкин В.В., Смирнов С.А., Титов В.А., Аржаков Д.А. Характеристики электронов и колебательных распределений молекул в разряде постоянного тока атмосферного давления в воздухе с жидким катодом // ТВТ. 2010. Т. 48. № 4. С. 498.

  24. Кирко Д.Л., Савелов А.С. Характеристики капиллярного разряда при добавлении в плазму атомов металлов // ТВТ. 2015. Т. 53. № 6. С. 953.

  25. Тазмеев Г.Х., Тимеркаев Б.А., Тазмеев Х.К., Мифтахов М.Н. Особенности переноса вещества и зарядов в газоразрядную плазму из водного раствора хлорида натрия, служащего в качестве катода // ХВЭ. 2018. Т. 52. № 1. С. 83.

  26. Тазмеев Г.Х., Тимеркаев Б.А., Тазмеев Х.К. Исследование газового разряда постоянного тока с находящимся в водном потоке медным катодом // Физика плазмы. 2017. Т. 43. № 7. С. 641.

  27. Тазмеев Х.К., Тазмеев Б.Х. Некоторые особенности горизонтально ориентированной слаботочной электрической дуги в воздухе // Физика плазмы. 2016. Т. 42. № 1. С. 93.

  28. Хлюстова А.В., Максимов А.И. Плазменно-окислительная деструкция органических красителей в растворе при совместном действии подводных разрядов и озона // ХВЭ. 2013. Т. 47. № 3. С. 237.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплофизика высоких температур

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал