DC Underwater Capillary Discharge With Symmetrical Hole: Diagnostics and Pumping Effect
Loading...
Date
2014-06-03
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
IOP Publishing
Altmetrics
Abstract
Capillary discharge investigated by this work was created in the reactor using positive half-cycle of AC high voltage up to 2 kV. Electric field was created between two electrodes which were separated by the dielectric ceramic barrier with a symmetrical cylindrical hole (diameter of 1 mm, length of 5 mm) in it. When voltage reached the value sufficient for liquid breakdown, the discharge appeared initially in bubbles of evaporated solution in the hole vicinity and spread further into the liquid volume. After the rise of discharge, two kinds of plasma channels (streamers) propagated towards electrodes from the pin-hole: longer positive streamers on the side with the cathode (analogically as in the positive corona discharge) and shorter negative streamers (like negative corona discharge). These streamer kinds differed especially in the energy dissipation originating from different electron velocities in plasma channels due to electron collisions with positive particles accelerating or decelerating electron avalanches and it gave rise of a significant pump effect. The weighing of flowing drops of aqueous solution was provided during the pump effect. Influence of parameters such as initial solution conductivity or input power on this effect as well as diagnostics by optical emission spectroscopy and electrical characteristics have been investigated.
Kapilární výboj zkoumaný touto prací byl generován pomocí pozitivního půl-cyklu střídavého napětí do 2 kV. Elektrické pole se tvořilo mezi dvěmi elektrodami, které byly odděleny dielektrickou keramickou bariérou se symetrickým otvorem (průměr 1 mm, délka 5 mm). Když dosáhlo napětí hodnoty dostatečné pro průraz kapaliny, výboj se objevil primárně v bublinách vypařujícího se roztoku poblíž otvoru a dále se šířil do objemu kapaliny. Po zapálení výboje vznikly dva druhy plazmových kanálů, které se šířily z otvoru směrem k elektrodám: delší kladné kanály na straně katody (analogicky jako u pozitivního korónového výboje) a kratší záporné kanály (jako u negativní koróny). Tyto druhy kanálů se lišily zejména v rozdělení energie pocházející z různých rychlostí elektronů v plazmových kanálech. Kolize elektronů s pozitivními částicemi urychlovaly nebo zpomalovaly elektronové laviny, a vznikl tak významný pumpovací efekt. Během tohoto efektu bylo prováděno vážení procházejících kapek vodného roztoku. Zkoumán byl i vliv parametrů typu počáteční vodivost roztoku či vstupní výkon na tento efekt a také byla provedena diagnostika pomocí optické emisní spektroskopie a elektrických charakteristik.
Kapilární výboj zkoumaný touto prací byl generován pomocí pozitivního půl-cyklu střídavého napětí do 2 kV. Elektrické pole se tvořilo mezi dvěmi elektrodami, které byly odděleny dielektrickou keramickou bariérou se symetrickým otvorem (průměr 1 mm, délka 5 mm). Když dosáhlo napětí hodnoty dostatečné pro průraz kapaliny, výboj se objevil primárně v bublinách vypařujícího se roztoku poblíž otvoru a dále se šířil do objemu kapaliny. Po zapálení výboje vznikly dva druhy plazmových kanálů, které se šířily z otvoru směrem k elektrodám: delší kladné kanály na straně katody (analogicky jako u pozitivního korónového výboje) a kratší záporné kanály (jako u negativní koróny). Tyto druhy kanálů se lišily zejména v rozdělení energie pocházející z různých rychlostí elektronů v plazmových kanálech. Kolize elektronů s pozitivními částicemi urychlovaly nebo zpomalovaly elektronové laviny, a vznikl tak významný pumpovací efekt. Během tohoto efektu bylo prováděno vážení procházejících kapek vodného roztoku. Zkoumán byl i vliv parametrů typu počáteční vodivost roztoku či vstupní výkon na tento efekt a také byla provedena diagnostika pomocí optické emisní spektroskopie a elektrických charakteristik.
Description
Citation
Journal of Physics: Conference Series. 2014, vol. 516, issue 1, p. 012007-012007.
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/516/1/012007
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/516/1/012007
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en