исследование структуры электрического разряда вблизи

XXXVIII Международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и УТС, 14 – 18 февраля 2011 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАЗРЯДА ВБЛИЗИ
ЭЛЕКТРОДОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ БАРЬЕРАМИ
В.В. Андреев, Л.А. Васильева
ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»,
Чебоксары, Россия, e-mail: [email protected]
Определение характеристик зарождения и эволюции электрического разряда вблизи
электродов с различными диэлектрическими барьерами представляет сложную и не до конца
решенную задачу вследствие статистического характера появления отдельных
микроразрядов. В работе исследовано формирование неравновесной плазмы вблизи плоского
и цилиндрического электродов.
Исследованная система состоит из электрода, покрытого диэлектрическим барьером, а
другой электрод, имеющий плоскую или цилиндрическую форму, расположен
перпендикулярно по отношению к первому. При подаче электрического напряжения на
электроды в некоторой области на поверхности барьера зажигается электрический разряд.
Необходимо отметить, если барьер и плоский или цилиндрический электрод не
соприкасаются, то возникает столб разряда в разрядном промежутке. Его проводимость
очень высокая, вследствие чего данный столб разряда можно рассматривать как аналог
металлического электрода, соприкасающегося с поверхностью диэлектрического барьера. В
области соприкосновения с диэлектрическим барьером на его поверхности возникает
расширенная область электрического разряда, называемая прибарьерным пятном. Область
прибарьернго пятна обладает более низкой температурой по сравнению со столбом
электрического разряда.
Исследование характеристик расширенной части канала микроразряда, прилегающей к
диэлектрическому барьеру, является важной. В частности, в озонаторах на основе
барьерного разряда указанная область наиболее производительна по озону. Это связано с
тем, что в барьерном разряде в ходе реакции
O 2  O  O*3
возникает возбужденная молекула озона. Если быстро не снимать возбуждение молекулы
O *3 , то она разлагается. Возбуждение снимается при её столкновении с другой частицей M :
O*3  M  O 3  M .
Если же озон синтезируется в области прибарьерного пятна, то вероятность столкновения
молекулы озона с твердой поверхностью диэлектрика, в результате которого снимается её
возбуждение, значительно возрастает.
В работе получены приближённые аналитические соотношения, позволяющие
исследовать влияние различных физико- химических и геометрических параметров на
эволюцию барьерного разряда. Они также позволяют оценить время её существования.
Полученные
теоретические
результаты
хорошо
согласуются
качественно
с
экспериментальными данными различных литературных источников [1, 2].
Также подтверждены и выявлены новые существенные особенности эволюции барьерного
разряда.
Литература.
[1]. Самойлович В.Г., Гибалов В.И., Козлов К.В. Физическая химия барьерного разряда. М.:
Изд-во МГУ, 1989,176 с.
[2]. Лунин В.В., Попович М.П., Ткаченко С.Н. Физическая химия озона. М.: Изд-во МГУ,
1988, 480 с.
1