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脉冲放电破岩等离子体通道长度预测方法

强激光与粒子束 2024年第5期36卷 147-155页

作者：刘毅廖洪彬程晋李柳霞林福昌赵勇华中科技大学电气与电子工程学院强电磁技术全国重点实验室武汉430074 华中科技大学脉冲功率技术教育部重点实验室武汉430074 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206

针对高压脉冲放电破岩电弧等离子体通道长度难以预测的问题,构建了高压脉冲放电破岩综合试验平台,测量了花岗岩-自来水组合介质下电弧等离子体通道发展特性及典型电流、电压参数,提取了不同电极间距和脉冲放电次数下岩石表面形成的破碎... 详细信息

针对高压脉冲放电破岩电弧等离子体通道长度难以预测的问题,构建了高压脉冲放电破岩综合试验平台,测量了花岗岩-自来水组合介质下电弧等离子体通道发展特性及典型电流、电压参数,提取了不同电极间距和脉冲放电次数下岩石表面形成的破碎区域。基于能量平衡方程建立了岩石中电弧等离子体通道的阻抗模型,采用迭代优化算法获取阻抗模型参数的近似最优解,模型计算结果与试验结果的相对误差小于7%。基于优化参数,利用实测电流电压数据预测了等离子体通道的长度。模型预测的等离子体通道长度与实测值的绝对误差均处于毫米量级,且两者的相对误差小于10%,为高压脉冲放电破岩系统电源-电极负载的匹配设计提供了理论支撑。

关键词：脉冲放电高压脉冲放电破岩电弧等离子体等离子体通道长度预测

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脉冲放电等离子体修复绝缘油污染土壤

河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 88-94,102页

作者：陈崇明宫云茜周慧波车凯国网河北省电力有限公司电力科学研究院河北石家庄050021

目的为了探讨绝缘油降解的等离子体工艺参数影响规律和机理,方法利用针板式脉冲放电等离子试验平台,选取峰值电压、含水率、频率等6个参数分析绝缘油处理效果。结果结果表明:影响绝缘油降解率的主要因素依次为峰值电压、含水率、绝缘油... 详细信息

目的为了探讨绝缘油降解的等离子体工艺参数影响规律和机理,方法利用针板式脉冲放电等离子试验平台,选取峰值电压、含水率、频率等6个参数分析绝缘油处理效果。结果结果表明:影响绝缘油降解率的主要因素依次为峰值电压、含水率、绝缘油初始质量分数、空气流速、频率、处理时间;为实现绝缘油降解,峰值电压应高于10 kV,高电压可促进降解和缩短处理时间,降解率和能量效率最高分别为88.18%,43.71 mg/kJ;适当提升含水率可增加·OH数量,促进降解,但含水率更高时因土壤透气能力降低和团聚增强,限制活性离子传输而抑制降解;绝缘油初始质量分数增加可降低降解率,但质量分数较高时,因土壤内层绝缘油组分无法与高活性物质接触,导致降解量下降;处理前后土壤中绝缘油均以饱和烃为主,低碳烷烃易被降解,随着碳数增加降解率逐渐下降;4环芳香烃降解效果优于2~3环的,但因小分子烃类与苯环高温缩合形成高分子芳香烃,处理后4环以上芳烃含量增加。结论研究结果可为等离子体修复绝缘油污染土壤技术研究提供参考。

关键词：脉冲放电等离子体土壤修复绝缘油降解

水介质中丝阵脉冲放电冲击相变铯铅溴钙钛矿研究

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兵工学报 2024年

作者：张雪迎高鑫肖泽琦刘开源岳丽丹秦智奇陈鹏万北京理工大学机电学院北京理工大学唐山研究院北京理工大学材料学院北京理工大学郑州研究院

利用水介质中柱面铜丝阵脉冲放电，产生柱面汇聚冲击波，开展冲击相变铯铅溴钙钛矿(CsPbBr3)研究。通过调节充电电压，实现冲击压力的调控，对CsPbBr3粉体进行不同压力的冲击处理，并回收样品。对回收样品进行的多种分析表征结果表明：... 详细信息

利用水介质中柱面铜丝阵脉冲放电，产生柱面汇聚冲击波，开展冲击相变铯铅溴钙钛矿(CsPbBr3)研究。通过调节充电电压，实现冲击压力的调控，对CsPbBr3粉体进行不同压力的冲击处理，并回收样品。对回收样品进行的多种分析表征结果表明：在适当的冲击压力下（高于2 GPa），脉冲放电冲击波能引起CsPbBr3粉体的相变，并实现回收。另外，亦可在回收样品中发现，晶粒细化、晶格畸变、纳米缺陷等冲击波处理后的典型现象。表明水介质中柱面丝阵脉冲放电技术是一种可控的汇聚冲击波加载技术，提供了一种冲击相变加载的新方法。

关键词：钙钛矿脉冲放电冲击波汇聚增压冲击相变

不同空气流量下纯钨电极短电弧脉冲放电过程研究

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制造技术与机床 2024年

作者：鲁文峰李雪芝汪兵兵张兆明辛少坤新疆大学智能制造现代产业学院昌吉学院航空学院

为进一步探索气中短电弧加工(SEAM)放电过程，揭示短电弧放电加工中凹坑形成和材料去除机制，以空气作为介质，探究0 L/min和20 L/min空气流量对电弧-熔池和材料去除过程的影响，并进行对比实验研究。结果表明，脉冲持续时间内，电弧经... 详细信息

为进一步探索气中短电弧加工(SEAM)放电过程，揭示短电弧放电加工中凹坑形成和材料去除机制，以空气作为介质，探究0 L/min和20 L/min空气流量对电弧-熔池和材料去除过程的影响，并进行对比实验研究。结果表明，脉冲持续时间内，电弧经历4个阶段：快速膨胀、变形膨胀、稳定和熄灭。在电弧膨胀阶段，材料以蚀除颗粒去除为主；在电弧稳定阶段，材料以熔融物与蚀除颗粒去除为主；在放电后续熄灭阶段，材料以熔融物去除为主。此外，连续脉冲放电中容易产生爆炸力，进一步增加金属材料去除量。提高空气流量可增大去除颗粒体积和抑制裂纹产生。

关键词：短电弧加工(SEAM) 纯钨电极脉冲放电电弧-熔池凹坑

基于场致二次谐波的大气压脉冲流注放电时变非均匀电场测量研究

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中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3347-3358,I0035页

作者：赵政郑昕雷黄宗泽郭雨林孙安邦李江涛西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

诊断大气压脉冲流注放电空间电场是实现流注放电精准调控和揭示等离子体不稳定性机制的重要基础。基于场致二次谐波的空间电场测量方法具有非侵入式、时空分辨率高等优点。然而,流注放电时变非均匀电场对二次谐波信号产生过程的影响规... 详细信息

诊断大气压脉冲流注放电空间电场是实现流注放电精准调控和揭示等离子体不稳定性机制的重要基础。基于场致二次谐波的空间电场测量方法具有非侵入式、时空分辨率高等优点。然而,流注放电时变非均匀电场对二次谐波信号产生过程的影响规律尚不完善,真实电场标定系数随流注放电不同阶段的变化规律尚不清晰。该文首先计算二次谐波信号产生规律和电场空间分布的影响;然后,基于等离子体流体模拟,分析二次谐波信号对流注放电不同阶段时变非均匀电场的敏感程度;最后,基于纳秒脉冲激光场致二次谐波电场测量平台,实验获得了重频脉冲作用下组合电极结构产生的单根负流注轴向电场演变规律,分析脉冲重复频率对空间电场的影响机制,并针对流注放电时变非均匀电场特点提出电场致二次谐波测量优化若干建议。

关键词：流注放电空间电场电场测量场致二次谐波脉冲放电

脉冲驱动等离子体射流中活性粒子空间分布规律

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强激光与粒子束 2024年第5期36卷 163-172页

作者：包涵春关银霞王世强唐诗雅李超郭亚逢化学品安全全国重点实验室山东青岛266104 中石化安全工程研究院有限公司山东青岛266104

为探究大气压脉冲驱动等离子体射流中活性粒子空间分布特性,采用同轴双环等离子体射流反应器,在外施脉冲激励驱动下,研究各活性粒子在不同电离段的特征峰相对强度沿轴向空间的变化规律。结果表明:在脉冲激励等离子体射流所有测量点位均... 详细信息

为探究大气压脉冲驱动等离子体射流中活性粒子空间分布特性,采用同轴双环等离子体射流反应器,在外施脉冲激励驱动下,研究各活性粒子在不同电离段的特征峰相对强度沿轴向空间的变化规律。结果表明:在脉冲激励等离子体射流所有测量点位均能检测到NO、OH、N_(2)、N_(2)^(+)、He等活性粒子特征峰,其中以OH、N_(2)、N_(2)^(+)粒子所对应的发射光谱谱带及特征峰较为显著;在高压电极和接地电极之间的电场驱动电离段,活性粒子NO、OH、N_(2)的特征峰相对强度在靠近高压电极和接地电极区域较高,而在两电极中间的区域相对强度较低,不同激发能级He、N_(2)^(+)特征峰相对强度沿气流方向逐渐降低;在接地电极至反应器管口的半开放离子激发段,活性粒子NO、OH以及不同能级N_(2)、N_(2)^(+)、He特征峰的相对强度轴向分布呈现出随着气流方向逐渐降低的趋势;在反应器管口至等离子体射流末端区域的开放离子激发段,活性粒子OH、NO与不同能级He特征峰的相对强度轴向分布随气体流动方向逐渐减弱,不同能级N_(2)、N_(2)^(+)特征峰的相对强度呈现出先增后减的规律,为脉冲驱动等离子体射流能量传递过程与反应机理的深入研究提供支撑。

关键词：脉冲放电大气压等离子体射流活性粒子空间分布特性

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高压脉冲放电破岩电弧阻抗特性分析

电工技术学报 2022年第19期37卷 4978-4988页

作者：黄仕杰刘毅林福昌周鹏马宁强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 武汉430074 脉冲功率技术教育部重点实验室(华中科技大学) 武汉430074 北京三一智造科技有限公司北京102202

高压脉冲放电是一种新型破岩技术,其电弧通道阻抗与外回路阻抗匹配关系决定通道能量的注入速率和大小,进而影响破碎效率。该文建立了高压脉冲放电破岩综合试验平台,测量了电弧通道的电压、电流,获取了电弧通道发展图像,通过剥离电弧电... 详细信息

高压脉冲放电是一种新型破岩技术,其电弧通道阻抗与外回路阻抗匹配关系决定通道能量的注入速率和大小,进而影响破碎效率。该文建立了高压脉冲放电破岩综合试验平台,测量了电弧通道的电压、电流,获取了电弧通道发展图像,通过剥离电弧电压中的电感分量获得了电弧阻抗特性。考虑温度、通道膨胀及辐射的影响,建立岩石中电弧通道的阻抗模型,通过迭代求解确定了模型参数及变量初值,模型计算结果能够合理表征岩层中电弧阻抗的时变特性。由于岩石中电弧通道膨胀更加困难,对于幅值为11.12kA、周期为5.776μs的脉冲电流,其阻抗的典型值约为35.6mΩ/mm。

关键词：脉冲放电岩石破碎电弧通道阻抗模型时变电阻

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高倍率脉冲放电锂电池的功率输出特性

国防科技大学学报 2023年第6期45卷 150-156页

作者：焦绍光柳应全鲁军勇海军工程大学教研保障中心湖北武汉430033 海军工程大学电磁能技术全国重点实验室湖北武汉430033

由于电池内阻和极化现象的存在,锂电池在放电的瞬间会出现较大的电压跌落,高倍率脉冲放电锂电池更是如此。为了研究高倍率脉冲放电锂电池的功率输出特性,探讨温度、荷电状态和老化等因素对电池功率性能的影响规律,定义了锂电池的功率特... 详细信息

由于电池内阻和极化现象的存在,锂电池在放电的瞬间会出现较大的电压跌落,高倍率脉冲放电锂电池更是如此。为了研究高倍率脉冲放电锂电池的功率输出特性,探讨温度、荷电状态和老化等因素对电池功率性能的影响规律,定义了锂电池的功率特性曲线,搭建了高倍率电池测试平台,并从温度、荷电状态和老化3个阻抗敏感因素开展实验研究。研究方法和结论对后期开展锂电池系统的峰值功率评估和功率曲线预测有一定的指导意义。

关键词：高倍率脉冲放电电压跌落功率性能电池老化

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水介质预击穿过程液相温度纹影诊断技术研究

真空科学与技术学报 2024年第2期44卷 132-138页

作者：王亦君张赫刘毅林福昌徐尤来华中科技大学电气与电子工程学院武汉430074

为研究水中亚毫秒脉冲放电过程液相温度的变化,构建了适用于水中脉冲放电的纹影观测系统,提出了水中脉冲放电过程温度诊断系统的影响因素及标定方法,获得了水中脉冲放电过程温度场的径向分布。与有限元仿真对比分析表明,当径向距离小于0... 详细信息

为研究水中亚毫秒脉冲放电过程液相温度的变化,构建了适用于水中脉冲放电的纹影观测系统,提出了水中脉冲放电过程温度诊断系统的影响因素及标定方法,获得了水中脉冲放电过程温度场的径向分布。与有限元仿真对比分析表明,当径向距离小于0.9 mm时,纹影诊断温度相对于仿真结果的偏差小于8%,为水中脉冲放电机理研究提供了技术基础。

关键词：脉冲放电纹影诊断瞬态温升