无气流作用的大气压空气中弥散射流特性研究

摘要

大气压等离子体射流在表面处理、生物医学等诸多领域具有广泛的应用前景,但复杂的气流控制系统限制了其应用。该文基于传统的单针射流结构,通过合理的结构参数设计,实现无气流作用的弥散等离子体射流,并研究了管口内径和气隙间距对弥散射流的影响,分析弥散射流的发展过程。结果表明,无气流弥散射流是外电场、表面电荷及空间电荷共同作用的结果;射流长度和电流幅值随气隙间距增大而减小;管口内径较小时,放电状态随电压幅值增长表现为"电晕—射流产生—射流发展—通道贯穿"的渐变过程,且存在负向放电现象;管口内径较大时,放电状态随电压幅值增长表现为"电晕—通道贯穿"的突变过程;结合介质表面过程理论分析了射流发展过程,并解释了射流状态随电压幅值增长出现的渐变和突变两种独特现象。研究结果提供一种更简易的等离子体射流装置,对拓展射流应用领域有重要意义。