N2含量对大气压He等离子射流特性影响的数值模拟研究

作者：王立军; 郑雅霜; **; 贾申利

来源：中国电机工程学报, 2017, 37(10): 2816-2823.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.170265

• 大气压等离子体射流
• 等离子体子弹
• 主导正离子
• 氮气浓度
• 反应速率
• 数值模型

该文采用2D对称流体力学模型,研究N2含量对大气压He等离子体射流的管外放电结构和粒子组分的影响。工作气体为He和He-N2混合气体,混合比为x(He)/x(N2)=99.85/0.15,x(He)/x(N2)=99.7/0.3和x(He)/x(N2)=99/1。工作气体中混合N2增强等离子体放电,并且x(He)/x(N2)=99.7/0.3混合气体中的等离子体放电最强。1%N2含量内潘宁电离的促进作用强于电子激发N2分子反应的削弱作用,但是He混合1%N2对应的电子激发反应消耗的能量也起很大作用。混合N2能够加速等离子体子弹从环形结构向实心结构的转变。N2含量对介质管外等离子体射流中的离子组成有很大影响:纯He等离子射流中He2+密度最大;工作气体为x(He)/x(N2)=99.85/0.15和x(He)/x(N2)=99.7/0.3混合气体时,N2+和N4+密度明显高于He+和He2+;工作气体为x(He)/x(N2)=99/1混合气体时,N4+完全主导正离子电荷。

• 单位
  西安交通大学; 电力设备电气绝缘国家重点实验室