Разряд с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат наук Баринов, Юрий Алексеевич

• Баринов, Юрий Алексеевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Баринов, Юрий Алексеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.0Б30Р ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГЕНЕРАТОРАМ НЕРАВНОВЕСНОЙ ПЛАЗМЫ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

1.1 Обзор литературы по наиболее распространенным генераторам неравновесной плазмы атмосферного давления

1.1.1 Тлеющий разряд

1.1.2 Коронный разряд

1.1.3 Барьерный разряд

1.2 Обзор литературы по разрядам с жидкими неметаллическими электродами. 12 2.0ПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ

2.1 Система подачи воды

2.2 Разрядный узел

2.3 Источник питания

2.4 Измерения тока и напряжения

2.5 Подбор параметров и организация режима горения разряда

2.6 Диагностика

2.6.1 Организация спектроскопических измерений

2.6.2 Организация измерений с помощью электрического зонда

2.6.3 Организация СВЧ измерений

З.СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

3.1 Общая характеристика спектров испускания разряда

3.1.1 Радиальные распределения

3.1.2 Определение абсолютного значения коэффициента испускания плазмы

3.2 Определение параметров плазмы

3.2.1 Определение температуры газа

3.2.2 Определение температуры электронов

4.30НД0ВАЯ ДИАГНОСТИКА

4.1 Результаты эксперимента

4.2 Условия собирания тока зондом и оценки характерных длин призондовой области

4.3 Метод обработки измерений

4.4 Проверка оценки средней энергии электронов (температуры)

5.СВЧ ДИАГНОСТИКА

5.1 Взаимодействие плазмы и высокочастотного поля

5.1.1 Метод «отсечки»

5.1.2 Исследования с помощью проходящей волны

5.2 Оценка применимости методов СВЧ диагностики для исследуемого разряда

5.3 Описание эксперимента и полученные результаты

б.ЗАВИСИМОСТЬ ПАРАМЕТРОВ РАЗРЯДА ОТ ТОКА И ДЛИНЫ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ЗАЗОРА

6.1 Электрические характеристики разряда при изменении тока и длины межэлектродного зазора

6.2 Спектральные характеристика разряда при изменении тока и длины

межэлектродного зазора

7.ВОЗМОЖНОЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРЯДА

7.1 Обеззараживание воды

7.2 Воздействие разряда на поверхностные загрязнения электродной жидкости

(воды) нефтепродуктами

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

V,

г

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разряд с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Низкотемпературная плазма играет важную роль как в научных исследованиях, так и в промышленности, где интерес к различным генераторам низкотемпературной плазмы вызван очевидным экономическим эффектом от их использования.

Особый интерес представляет неравновесная низкотемпературная плазма и, соответственно, генераторы такой плазмы. Благодаря отрыву электронной температуры от газовой, например, могут проходить химические реакции, которые при термодинамическом равновесии были бы невозможны [1]. Основным генератором неравновесной низкотемпературной плазмы является электрический разряд. Среди применений можно назвать такие как: накачка лазеров, травление, полимеризация, нанесение защитных покрытий, очистка газов от загрязнений и т.д. [2], [3], [4].

В последнее время получили развитие генераторы неравновесной низкотемпературной плазмы работающие в атмосфере воздуха. Для их реализации не требуется сложной дорогостоящей вакуумной техники и часто дорогих инертных газов, кроме того, можно обрабатывать непосредственно воздушную среду. К сожалению, большинство используемых сейчас генераторов создают плазму, параметры которой неоднородны в пространстве и/или во времени. Не последнюю роль тут играют сложности в организации разряда при давлениях, близких к атмосферному. Например, контракция разряда, и если не принимать специальных мер, переход разряда в дуговую форму [5] и как следствие эрозия электродов. Применяются различные способы для борьбы с этими явлениями:

многоэлектродные системы с распределенным балластным сопротивлением, продувка газа через разрядный промежуток, импульсные режимы работы и т.д. Все это ведет к усложнению конструкций разрядных узлов и источников питания. Таким образом, создание генератора неравновесной низкотемпературной плазмы, работающего в атмосфере воздуха, представляет собой не простую задачу. Поэтому поиск в этой области продолжается.

Интересным объектом, как для научных исследований, так и для применения в промышленности, могут оказаться разряды с одним или двумя жидкими неметаллическими электродами. Например, разряды с катодом из электролитов различного состава и металлическим анодом. Несмотря на то, что такие разряды известны более ста лет, повышенный интерес к ним возник только в последние годы. Привлекает, в первую очередь, возможность реализации разряда при атмосферном давлении, питание постоянным током, простота разрядного узла. Разряды нашли применение для спектрального анализа примесей в воде [6], для обработки металлических поверхностей [7]. Тем не менее, работ посвященных исследованию физических параметров этого типа разрядов сравнительно мало.

Для исследований был выбран малоизученный разряд с двумя жидкими электродами. В качестве электродов может использоваться практически любая слабопроводящая жидкость, как например: растворы солей, различные концентрации кислот, щелочей и т.д. или просто водопроводная вода. В работе в качестве жидких электродов использовалась обычная водопроводная вода. Электропитание осуществлялось от источника постоянного тока с умеренным напряжением менее 5 кВ. Такие свойства разряда как относительно низкая плотность тока и сравнительно высокое межэлектродное напряжение дают основание предполагать, что в разряде создается неравновесная плазма. Можно предполагать, что исследуемый разряд может найти применение в химических реакторах, в системах очистки газов. Кроме того, спектр излучения разряда

сосредоточен в ультрафиолетовой области, пригодной для бактерицидной обработки.

Все выше сказанное позволяет считать, что исследование разряда с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении является актуальной задачей.

Цель диссертационной работы

Целью диссертационной работы является физическое исследование разряда с двумя жидкими (слабопроводящими) неметаллическими электродами в открытом воздухе и выявление направлений возможного практического применения разрядов с жидкими электродами.

В работе предполагается получить ответы на такие вопросы как:

• поиск диапазона внешних параметров, при котором реализуется устойчивое горение разряда,

• спектр излучения разряда,

• параметры генерируемой разрядом плазмы,

• направления возможного практического использования разряда. Исследования приэлектродных процессов и, в частности, переноса заряда из

жидкости в плазму остается за рамками настоящей работы. Такие исследования должны быть предметом отдельной работы.

Научная новизна

Впервые выполнены исследования электрических и спектральных характеристик разряда с двумя жидкими неметаллическими электродами из водопроводной воды в воздухе при атмосферном давлении. Впервые, для этого типа разряда, получены оценки концентрации электронов на оси разряда, температуры тяжелой компоненты и температуры электронов.

Практическая значимость результатов исследования

Из результатов работы видно, что исследуемый разряд генерирует существенно неравновесную плазму при атмосферном давлении в открытом воздухе. Полученные в работе оценки параметров плазмы разряда показывают, что разряд может представлять интерес для решения некоторых экологических задач.

Научные положения, выносимые на защиту

1. Разряд с двумя жидкими электродами устойчиво горит в воздухе при атмосферном давлении в диффузной (объемной) форме при питании постоянным током (40 - 100) мА в межэлектродном зазоре (4 - 10) мм при плотности тока ~1 А/см2, слабо зависящей от тока.

2. Разряд четко разделяется на две приэлектродные области и практически однородный столб.

3. Приведенное электрическое поле в столбе составляет =(15— 20) Т<1, а в приэлектродных областях достигает -100 Тс1.

4. Разряд излучает, в основном, в ультрафиолетовой области спектра (молекулы и радикалы N2, О2, ОН, N0). В видимой и инфракрасной областях наблюдаются линии излучения атомарного водорода и кислорода. Осевые распределения интенсивности излучения различных компонент плазмы имеют характерные приэлектродные максимумы.

5. Разряд генерирует существенно неравновесную плазму. В столбе разряда температура газа = 2000 К, температура (средняя энергия) электронов = 4500 К, а их средняя концентрация = 1012 см"3.

6. Разряд является перспективным для решения ряда экологических задач, таких как очистка воды от загрязнений.

Апробация работы и публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 9-и статьях российских и зарубежных рецензируемых журналах и сделано 8 докладов на Российских и международных конференциях:

1. Физика и Техника Плазмы, Минск, 1994.

2. XXIIIICPIG, Toulouse, 1997.

3. НТРР5, НТРР9, Saint-Petersburg, (1997, 2006).

4. ФНТП - 98, ФНТП - 2004, Петрозаводск, (1998, 2004).

5. ESCAMPIG, Grenoble, 2002.

6. IV - ISTAPC, Иваново, 2005.

Личный вклад автора

Основные результаты экспериментального исследования, изложенные в диссертационной работе, получены лично автором или при его непосредственном участии. Автор участвовал в постановке задачи. Автор принимал непосредственное участие в разработке экспериментальной установки. Лично автором были разработаны и изготовлены ряд приборов, используемых в эксперименте.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГЕНЕРАТОРАМ НЕРАВНОВЕСНОЙ ПЛАЗМЫ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ

1.1 Обзор литературы по наиболее распространенным генераторам неравновесной плазмы атмосферного давления

Генераторов низкотемпературной неравновесной плазмы на основе электрического разряда существует достаточно много. Рассмотрим те, которые могут быть реализованы при атмосферном давлении [2], [3]. Наибольшее распространение получили генераторы плазмы на основе тлеющего, коронного, барьерного разрядов.

1.1.1 Тлеющий разряд

Это наиболее известный и хорошо изученный разряд и представляет собой один из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Наиболее известен он при низком давлении, но может быть организован при давлениях газа вплоть до атмосферного [8].

При атмосферном давлении разряд может быть реализован лишь в очень коротком межэлектродном зазоре от долей миллиметра до порядка миллиметра при токе разряда несколько десятков миллиампер [9]. Разряды с коротким межэлектродным зазором получили название «микроплазменные источники» (гшсгор1азта). Этот вид разряда вызывает сейчас повышенный интерес. Обычно в таких устройствах применяют полые электроды [10]. Для питания используются источники как постоянного тока [11], так и переменного вплоть до высоких частот [12]. Генераторы плазмы на основе этого разряда предлагается применять для различных целей [13], в том числе для антибактериальной обработки [14] и как источник света (в среде инертных газов) [13].

Из минусов микроплазменных источников можно отметить сравнительно небольшой межэлектродный зазор, и значит, небольшой объем генерируемой плазмы. Как выход, используют большое количество разрядов, каждый со своим балластным сопротивлением, что усложняет систему электропитания.

Характерные параметры:

• температура газа (1000-2000) К,

• концентрация электронов (1012 - 1014) см"3,

• температура электронов ~ 1 эВ,

• параметр Е/Ы (30-50) Тс1.

1.1.2 Коронный разряд

Коронный разряд может иметь место при различных давлениях газа, но наиболее отчётливо он проявляется при давлениях не ниже атмосферного. Для его возникновения необходимо создать сильно неоднородное электрическое поле. Разряд начинается, когда напряжение между электродами достигает так называемого «начального потенциала» короны, а это тысячи и десятки тысяч вольт. Ток в разряде составляет доли миллиампер. Различают положительную и отрицательную корону в зависимости от приложенной к заостренному электроду полярности питающего напряжения. Простота реализации является одним из несомненных достоинств коронного разряда. Применяется разряд: в счётчиках ионизирующего излучения, в электрических фильтрах, в устройствах электрической окраски.

Один из основных недостатков генераторов на основе коронного разряда, сильно неоднородное распределение параметров плазмы в межэлектродном зазоре [15], [16], [17], [18] и необходимость использовать высоковольтные источники питания. Еще как недостаток, можно отметить, что стримерный режим коронного разряд создает помехи, что плохо сказывается на электромагнитной совместимости. Объем генерируемой плазмы в разряде небольшой и на практике,

для увеличения объема, используют многоэлектродную систему [19].

Характерные параметры:

• температура газа близка к комнатной,

• концентрация электронов от 103 см"3 до 1013 см"3,

• температура электронов (3 - 9) эВ,

• Я*2У~(10-100)Т&

1.1.3 Барьерный разряд

Разряд создается в газовой среде, при этом один или оба электрода покрыты изолятором - диэлектрическим барьером [20] и [21]. Отсюда следует, что такой разряд возможен только при питании переменным напряжением. Диапазон используемых частот от 50 Гц до сотен килогерц при действующем значении напряжения несколько киловольт, в зависимости от длины межэлектродного зазора. Барьерный разряд с успехом используют для генерации плазмы в воздухе, его считают перспективным. Наибольшее распространение барьерный разряд получил как генератор озона — озонатор. Также барьерный разряд используется для обработки поверхности диэлектриков, стерилизации [22] и т.д. [23]. Характерные значения токов: единицы — десятки миллиампер. Конструкции разрядного узла весьма различны, например, остриё и плоскость покрытая диэлектриком - барьерная корона [24], двухкамерная схема [25] и электрод покрытый диэлектрической жидкостью [23] (в гелии).

Недостатки барьерного разряда: сложность источников питания (высокое напряжение и сравнительно высокие частоты), зависимость параметров плазмы от времени (т.к. барьерный разряд импульсный, по своей природе). Для ослабления временной зависимости необходимо увеличивать частоту питающего напряжения, а это усложняет и удорожает источники питания. Кроме того, объем генерируемой плазмы сравнительно невелик и для увеличения используют параллельное соединение разрядов [26].

Характерные параметры:

• газовая температура близка к температуре электродов,

• температура электронов порядка нескольких электронвольт,

• концентрация электронов может достигать ~ 1015 см"3,

• яде-100 та.

Выводы

Генераторы низкотемпературной неравновесной плазмы на основе тлеющего, коронного, барьерного разрядов исследуются достаточно давно и широко используются в промышленности. В то же время обращают на себя внимание следующие недостатки:

• сложность источников питания, это или высокие напряжения (десятки — сотни киловольт) или высокие частоты (много больше промышленной частоты 50 Гц),

• небольшой объем генерируемой плазмы,

• пространственная неоднородность плазмы,

• изменение параметров плазмы от времени.

1.2 Обзор литературы по разрядам с жидкими неметаллическими

электродами

Разряд между металлическим электродом и жидкостью (электролитом) был обнаружен, когда из электролитической ванны извлекли один из электродов, это произошло более 100 лет назад. К тому времени относится одна из первых работ [27], затем [28], [29] и [30]. Разряд использовался для нагрева заготовок в электролитной плазме [7]. Изменяя состав и концентрацию электролита, можно менять режим горения разряда. При высоком тепловыделении в жидком электроде образуется большое количество пара, разряд горит в парогазовой среде [7], [31].

Другие возможные применения разряда с одним металлическим электродом в промышленности: резка металла, снятие заусенец, очистка газовых потоков, контроль примесей тяжелых металлов в воде [32] и т.д. Несмотря на перспективность этого вида разряда физические процессы, происходящие в нем, практически не исследованы. В последние годы наметился рост интереса исследователей к разряду [33]. Наиболее простая конструкция разрядного узла -это металлический электрод над поверхностью жидкости, поэтому большинство работ посвящено разряду с одним металлическим электродом.

В работе [34] выполнены измерения обобщенной вольт-амперной характеристики разряда и спектральные измерения. Исследования проводились в межэлектродном зазоре от 1 до 12 мм при токах (25 - 200) мА. В качестве электродной жидкости использовались техническая вода и раствор ЫаС1. Оценка газовой температуры, приведенная авторами: 1283 К в 1,5 мм от анода и 1553 К -в 2,5 мм. Оценки энергетических потерь показали, что большая часть тепла уносится газовой конвекцией. Авторы отмечают перспективность такого разряда в технологии нанесения высококачественных теплозащитных, антифрикционных, диэлектрических и противокоррозийных покрытий. В работах того же автора [35] и [36] описаны различные формы разряда между металлическим анодом и электролитным катодом. Также представлены вольт-амперные характеристики и другие электрические параметры разряда. Измерения проводились в диапазоне токов от 20 до 3000 мА и зазоре (0,1 - 15) мм [35] и (0,02 - 10) А в зазоре (5 -50) мм [36]. В качестве катода использовались: техническая вода, растворы СиБ04 и ЫаС1. В работе обсуждается механизм эмиссии с катода. Такие же измерения выполнены в работе [37], но в обратной полярности. Многоканальный разряд между струей электролита и металлической поверхностью описан в [38]. Измерения выполнены в диапазоне напряжений (200 - 900) В и токов (15 -6000) мА. Приведена зависимость тока от длины струи. В [39] используется пористый катод, через который продавливается электролит. Приведена

зависимость максимальной длины межэлектродного зазора от состава и концентрации электролитов. Измерены: вольт-амперные характеристики, распределения потенциала и напряженности поля в межэлектродном зазоре.

Механизм перехода нейтральных и заряженных частиц из жидкого электрода в плазму обсуждается в [40], [41], на примере добавок NaCl, KCl, RbCl, CsCl, авторами измерены зависимости интенсивности линий этих щелочных металлов от тока.

Воздействие плазмы на воду для целей дезинфекции исследовалось в [42]. Измерены вольт-амперные характеристики и зависимость концентрации пероксида водорода (Н2О2), который образуется в катодной жидкости, от мощности разряда. Показана роль химически активных частиц, генерируемых ионной бомбардировкой, в химических процессах, происходящих в растворах [43].

В работах [6], [44] выполнены измерения спектральных и электрических параметров разряда с металлическим анодом и электролитным катодом. Определена зависимость параметров разряда от рН электролитного катода, величина рН менялась от 7 до 1 (кислая среда). В частности, интенсивность линий натрия (589 нм), меди (324,7 нм) и кальция (423 нм), растворенных в катоде, увеличивалась на порядки при уменьшении рН с 4 до 1. Межэлектродный зазор используемый в экспериментах: (0 - 5) мм.

В работах [45] и [46] исследовался разряд при питании переменным током частотой 60 Гц с электродом из водопроводной воды. Измерения проводились в межэлектродном зазоре от 1 до 3 см. Был исследованы: излучение разряда, процесс пробоя межэлектродного зазора, спектральные характеристики. На основе сравнения расчетного и экспериментального спектра молекулы азота авторы определили газовую температуру в максимуме полуволны тока: (800 -900) К и (1400 - 1500) К, положительной и отрицательной соответственно.

В работах [47], [48], [49], [50] проведены исследования напряжение пробоя

между поверхностью жидкости и металлическим электродом при различных отношениях радиуса металлического электрода к длине межэлектродного зазора.

Искровой разряд на поверхности воды изучался в [51], [52], [53], [54]. В этих работах исследуется процесс формирования такого разряда. Приводятся осциллограммы тока лидера и изменения потенциала в межэлектродном зазоре. Разряд может быть применен для обеззараживания воды.

Попытки исследовать процесс переноса заряда из жидкости в плазму был предпринят в ряде публикаций [55] и [56], а также [36].

Работ, посвященных разряду с двумя жидкими электродами, найти не удалось.

Выводы

На момент начала данной работы публикаций, посвященных исследованию разрядов с жидкими электродами, было мало. Большинство исследований выполнены в последние годы. Существующие публикации носят в основном описательный характер, посвящены разряду по своим параметрам близкому к дуговому или описывают химические процессы в жидком электроде. Работ, в которых исследуются физические свойства плазмы разряда, все еще мало. В то же время такой разряд может представлять интерес для исследования, особенно если говорить о разряде с двумя жидкими электродами. Как будет видно далее, несмотря на схожесть разрядов с одним жидким электродом и с двумя, есть и отличия. Так, на металлическом аноде наблюдается контракция, т.е. по мере приближения к аноду плотность тока в разряде увеличивается, что в разряде с двумя жидкими электродами не наблюдается.

2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

И МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ

В качестве электродной жидкости была выбрана водопроводная вода, как наиболее легко доступная жидкость. Характерная величина удельной проводимости водопроводной воды 10"4 (Ом-см)"1. Для проведения экспериментальных исследований была создана установка, состоявшая из четырёх основных частей (рис.1): системы подачи воды (1), разрядного узла (2), источника питания (3), системы регистрации (4).

Для диагностики исследуемого разряда использовались спектроскопия, электрические зонды и СВЧ-зондирование. На рисунке 2 приведена фотография установки, оборудованной для проведения спектроскопических измерений. При использовании других методов диагностики установка переоборудовалась и доукомплектовывалась необходимыми приборами.

Вначале рассмотрим основные части установки и опишем, как проводились измерения тока и напряжения горения разряда, а затем - методы диагностики генерируемой им плазмы.

2.1 Система подачи воды

Вода из большого резервуара объемом примерно 30 л (заполняется водой из водопровода) через пластиковые трубки подается к разрядному узлу. Трубка разделяется на два рукава для подачи воды в две электродные ванночки. Трубки снабжены пережимками. Нижний уровень резервуара поднят на высоту 1 м от уровня разрядного узла.

Расход воды из водопровода выбирается на уровне, заведомо

1 - система подачи воды, 2 - разрядный узел, 3 - источник питания, 4 - системы

регистрации.

Рисунок 1 - Блок-схема экспериментальной установки.

Установка для проведения спектроскопических измерений:

1 - разрядный узел; 2 - плоское зеркало; 3 - элементы оптической схемы; 4 -

монохроматор.

Рисунок 2 - Фотография установки.

превосходящем расход через разрядный узел. Внутри резервуара на уровне примерно 10 см от верхнего края установлена сливная труба, которая обеспечивает постоянство уровня независимо от скорости поступления воды из водопровода. Тем самым обеспечивается постоянный напор в трубках, подводящих воду к ванночкам. Расход воды через разрядный узел регулируется пережимками на подводящих трубках.

2.2 Разрядный узел

Как уже было указано выше, разрядный узел состоит из двух одинаковых ванночек из оргстекла (катодной и анодной). На рисунке 3 изображена конструкция разрядного узла в разрезе. Из большого резервуара вода по трубке (1), на которую надета пережимка (2), попадает в небольшой промежуточный объем ванночки (3), где из воды удаляются пузырьки воздуха и тем самым они не мешают дальнейшему ее течению. Далее вода (4) по керамическому сливу (5) проходит через область привязки разряда (6) и стекает в приемный резервуар. Металлические электроды (7), выровненные заподлицо с поверхностью керамических сливов. Источник питания через балластное сопротивление подключен к электродам (7). Стекая из ванночки, вода покрывает металлические электроды слоем, толщину которого можно менять с помощью пережимки. Катодная ванночка прикреплена к червячному механизму, с помощью которого можно менять расстояние между ванночками и тем самым межэлектродный зазор. Основные элементы разрядного узла имеют следующие размеры: ширина слива по которому стекает вода - 15 мм, высота его стенок - 5 мм, длина — 16 мм, диаметр металлических электродов - 3 мм, материал нержавеющая сталь. Поджиг разряда производился вручную, размыканием цепи после кратковременного замыкания межэлектродного зазора специальным металлическим проводником на изолированной ручке.

Разрядный узел состоит из двух одинаковых ванночек из оргстекла: 1 -подводящая трубка, 2 - пережимка, 3 - ванночка с водой, 4 - поток воды, 5 — керамический слив, 6 - область разряда, 7 - металлический электрод. Основные элементы разрядного узла имеют следующие размеры: ширина слива по которому стекает вода - 15 мм, высота его стенок — 5 мм, длина - 16 мм, диаметр металлических электродов - 3 мм, материал нержавеющая сталь.

Рисунок 3 - Конструкция разрядного узла.

2.3 Источник питания

Предварительные эксперименты показали, что при использовании водопроводной воды в качестве электродной жидкости разряд может гореть устойчиво при питании постоянным током ~ 102 мА. При этом напряжение между металлическими электродами, покрытыми водой, составляет - 3 кВ.

Был собран источник, обеспечивающий необходимые параметры питания. Основа источника питания - высоковольтный трансформатор 220 В/6 кВ, который подключается к сети 220 В через автотрансформатор. Применение автотрансформатора дает возможность регулировать выходное напряжение. К вторичной обмотке трансформатора подключен двухполупериодный выпрямитель (диодный мост). Пульсации напряжения сглаживаются ЯС фильтром. В цепь питания разряда включен балластный резистор 10 кОм. Анод подключен к шине заземления. Электрическая схема источника питания представлена на рисунке 4. Максимальный ток, обеспечиваемый описанным источником, составляет 0,85 А.

2.4 Измерения тока и напряжения

Ток разряда измеряется с помощью шунта Ю (см. рис.4), величина которого выбирается исходя из того, чтобы уровень сигнала, снимаемый с этого сопротивления, был значительно больше уровня помех. Напряжение между металлическими электродами измеряется с помощью делителя К4, Я5 с отношением 1:1000. Осциллографические измерения показали, что ток и напряжение разряда сильно зашумлены в широком спектре частот. Наблюдались также выраженные низкочастотные колебания напряжения амплитудой до нескольких десятков вольт, основная частота которых при длине межэлектродного зазора Ь = 6 мм, составляла ~ 60 Гц. Поэтому значения тока и напряжения усреднялись за период несколько десятков миллисекунд. Для оперативного визуального контроля тока и напряжения использовались стрелочные приборы.

Рисунок 4 - Электрическая схема источника питания с ЯС фильтром.

Очевидно, что из-за низкой проводимости водопроводной воды значительная часть напряжения разряда падает в водяных электродах (слоях воды, покрывающих металлические электроды). Как показали зондовые измерения (см. ниже), в водяных электродах падает примерно половина напряжения. Вторая половина напряжения падает в воздушном зазоре между потоками воды. В частности, при длине межэлектродного зазора Ь = 6 мм из ~ 3 кВ, падающих на разряде, примерно ~ 1,5 кВ падает в водяных электродах.

Причину низкочастотных колебаний удалось определить с помощью двух электрических зондов. Зонды располагались в центре межэлектродного зазора, один - под разрядом, а другой над ним. Измерялся плавающий потенциал зондов. Измерения показали, что колебания напряжения на разряде и потенциала зондов происходят с одинаковой частотой. При этом колебания напряжения на разряде были синфазны с колебаниями потенциала верхнего зонда и, наоборот, колебания потенциала нижнего зонда были в противофазе с колебаниями разрядного напряжения. Это объясняется тем, что в процессе горения, вследствие разогрева газа, токовый канал как бы «всплывал», т.е. разряд удлинялся и напряжение повышалось. Верхний зонд охватывала плазма на периферии разряда. Затем канал разряда возвращался к прежнему положению и напряжение уменьшалось. При этом охваченным плазмой оказывался нижний зонд. Перемещая зонды по вертикали можно было получить оценку вертикального смещения канала разряда. Оно составляло примерно 0,5 мм.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Баринов, Юрий Алексеевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе проведены исследования разряда постоянного тока с жидкими неметаллическими электродами из водопроводной воды в открытой атмосфере при токах (40 — 100) мА и длине межэлектродного зазора (4-10) мм.

В работе были решены следующие задачи:

• Отработана конструкция и изготовлен разрядный узел, обеспечивающий горение разряда между двумя потоками воды;

• Сконструирована и налажена высоковольтная схема питания разряда, обеспечивающая регулировку электрических параметров разряда в широких пределах;

• Собраны две схемы для проведения оптических измерений: о на основе кварцевой линзы

о с применением сферического зеркала.

• Разработана и изготовлена система для проведения зондовых измерений, состоящая из:

о устройства перемещения зонда в горизонтальной плоскости;

о электромагнитной системы перемещения зонда в вертикальной плоскости;

о схемы зондовых измерений с высоковольтной гальванической развязкой.

• Для проведения СВЧ измерений был изготовлен волноводный тракт с подвижной двухпроводной линией.

• В сложных условиях атмосферного разряда выполнены:

о измерения электрических характеристик разряда (ток и напряжение),

° спектроскопические измерения, которые показали, что генерируемая разрядом плазма существенно неравновесна и позволили определить ряд параметров, характеризующих её состояние, а также позволили определить, абсолютное значение биологически активной доли УФ излучения,

о измерения с помощью электрического зонда (определено распределение потенциала в межэлектродном промежутке и выполнена оценка электронной концентрации),

о СВЧ зондирование генерируемой разрядом плазмы (выполнена оценка электронной концентрации бесконтактным методом).

Исследования показали:

• Разряд может устойчиво гореть при питании постоянным током в объемной (диффузной) форме с низкой средней плотностью тока (/ < 2 А/см2) при напряжении, падающем непосредственно на разряде, - 1500 В.

• Газ в межэлектродном зазоре разогревается до - 2000 К.

• Концентрация паров воды в разряде существенно превышает концентрацию паров воды в открытом воздухе.

• В разряде отчетливо можно выделить три области: прикатодную, прианодную и столб.

• Диаметр столба разряда не постоянен, разряд сужен в 2 мм от катода и несколько расширяется в сторону анода.

• Электрическое поле в столбе (700 - 800) В/см, приведенное поле (1520) та.

• Основные носители отрицательного заряда - электроны.

• Концентрация электронов в столбе ~ 1012 см-3.

• Температура электронов в столбе ~ 4500 К (0,4 эВ).

• Приэлектродные области сильно неоднородны. Среднее значение приведенного поля ~ 100 Td.

• Разряд излучает в основном в ультрафиолетовой области спектра. Основной вклад в излучение в этой области дают молекулы химически активных радикалов ОН и NO и молекулы азота и кислорода. Также зарегистрировано излучение молекулярного иона азота N2+ и линии излучения атома водорода На и Hß, атома кислорода.

• При изменении длины разряда изменяется длина столба при том, что напряженность поля в нем не меняется. Протяженность приэлектродных областей и падение потенциала в них не изменяется.

• Исследуемый разряд генерирует существенно неравновесную плазму при атмосферном давлении в открытом воздухе, содержащую химически активные радикалы NO, ОН и атомарный кислород.

• В работе показано, что разряд имеет перспективы для решения некоторых практических, в частности, экологических задач.

Публикации автора по теме диссертации

Статьи в журналах:

1. Баринов Ю.А., Каплан В.Б., Рождественский В.В., Школьник С.М. Определение концентрации электронов в разряде с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении по поглощению зондирующего СВЧ излучения // Письма в ЖТФ. 1998. № 23. Т.24. С. 52-57.

2. Andre Р., Barinov Y., Faure G., Kaplan V., et-al. Experimental study of discharge

with liquid non-metallic (tap-water) electrodes in air at atmospheric pressure // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. № 24. Vol. 34. P. 3456-3465.

3. Баринов Ю.А., Школьник C.M. Зондовые измерения в разряде с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении // ЖТФ. 2002. № 3. Т.72. С. 31-37.

4. Andre P., Aubreton J., Barinov Y., Elchinger M.F., et-al. Theoretical study of column of discharge with liquid non-metallic (tap water) electrodes in air at atmospheric pressure // J. Phys. D: Appl. Phys. 2002. № 15. Vol. 35. P. 1846-1854.

5. Баринов Ю.А. Простое устройство ввода аналогового сигнала в компьютер // ПТЭ. 2003. № 5. С. 64-67.

6. Баринов Ю.А., Каплан В.Б., Школьник С.М. О возможности очистки воды от поверхностных загрязнений нефтепродуктами с помощью электрического разряда в открытой атмосфере // Письма в ЖТФ. 2005. № 16. Т.31. С. 26-32.

7. Andre P., Barinov Y.A., Faure G., Kaplan V., et-al. Acquisition and modeling of a spectrum in a non thermal equilibrium plasma formed in air with water // Journal of High Temperature Material Processes. 2006. № 2. Vol. 10. P. 239-252.

8. Andre P., Barinov Y.A., Faure G., Shkol'nik S.M. Modelling radiation spectrum of a discharge with two liquid non-metallic (tap-water) electrodes in air at atmospheric pressure // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. № 37. Vol. 44. P. 375203(14 p.).

9. Andre P., Barinov Y.A., Faure G., Shkol'nik S.M. Experimental investigations of emission spectrum of a discharge with two liquid non-metallic (tap-water) electrodes in air at atmospheric pressure // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. № 37. Vol. 44 P. 375202(8 p.).

Доклады на конференциях:

1. Баринов Ю.А., Блинов И.О., Дюжев Г.А., Школьник С.М. Экспериментальное исследование разряда с жидкими электродами в воздухе при атмосферном давлении. Минск, 1994. С. 123-126.

2. Andre P., Afanas'ev V., Barinov Y.A., Faure G., и др. Theoretical and experimental investigation of a discharge with liquid non-metallic electrodes in air at atmospheric pressure // XXIIIICPIG. Toulouse, 1997. Vol. 3. P. 104-105.

3. Баринов Ю.А., Каплан В.Б., Рождественский B.B., Школьник С.М. СВЧ диагностика плазмы разряда с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении // ФНТП-98. Петрозаводск, 1998. Т. 1. С. 106-109.

4. Andre P., Barinov Yu., Faure G., Kaplan V., Lefort A., Rozdestvensky V., Shkol'nik

5. Discharge with liquid non-metallic electrodes in air at atmospheric pressure // HTPP5. St-Petersburg, 1998.

5. Vacher D., Andre P., Barinov Y. A., Faure G., и др. Monatomic Excitation Temperature in Theoretical Study of Discharge with Liquid Non-Metallic (Tap Water) Electrodes in Air at Atmospheric Pressure // ESCAMPIG. Grenoble, 2002.

6. Баринов Ю.А., Каплан В.Б., Школьник С.М. Исследование ультрафиолетовой области спектра излучения разряда с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении // ФНТП-2004. Петрозаводск, 2004. Т. 1. С. 198-202.

7. Баринов Ю.А., Каплан В.Б., Школьник С.М. Разряд с жидким неметаллическим катодом и его воздействие на загрязнения катодной жидкости нефтепродуктами // ISTAPC-2005. Иваново, 2005. Т. 2. С. 477-480.

8. Andre P., Faure G., Barinov Yu., Kaplan V., Shkol'nik S. Spectrum acqusition and modeling in a non thermal equilibrium plasma formes in air with water // HTPP9. St-Petersburg, 2006. P. 33.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Баринов, Юрий Алексеевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Eliasson В., Kogelschatz U. Nonequilibrium volume plasma chemical processing // Plasma Science, IEEE Transactions on. 1991. № 6. Vol. 19. P. 1063 -1077.

2. Napartovich A.P. Overview of Atmospheric Pressure Discharges Producing Nonthermal Plasma // Plasmas and Polymers. 2001. № 1-2. Vol. 6. P. 1-14.

3. Kunhardt E.E. Generation of large-volume, atmospheric-pressure, nonequilibrium plasmas // Plasma Science, IEEE Transactions on. 2000. № 1. Vol. 28. P. 189-200.

4. Schutze A., Jeong J.Y., Babayan S.E., Park J., et-al. The atmospheric-pressure plasma jet: a review and comparison to other plasma sources // Plasma Science, IEEE Transactions on. 1998. № 6. Vol. 26. P. 1685 -1694.

5. Gambling W.A., Edels H. The high-pressure glow discharge in air // British Journal of Applied Physics. 1954. № 1. Vol. 5. P. 36-39.

6. Cserfalvi Т., Mezei P., Apai P. Emission studies on a glow discharge in atmospheric pressure air using water as a cathode // Journal of Physics D: Applied Physics. 1993. № 12. Vol. 26. P. 2184-2188.

7. Энциклопедия низкотемпературной плазмы / под ред. В.Е. Фортова. М.: Наука, 2000. 634 с.

8. Saxe R.F. Uniform-field breakdown in air // British Journal of Applied Physics. 1956. № 9. Vol. 7. P. 336-340.

9. Staack D., Farouk В., Gutsol A., Fridman A. Characterization of a dc atmospheric pressure normal glow discharge // Plasma Sources Science and Technology. 2005. № 4. Vol. 14. P. 700-711.

10. Schoenbach K.H., Moselhy M., Shi W., Bentley R. Microhollow cathode discharges // Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. 2003. № 4. Vol. 21. P. 1260-1265.

11. Yokoyama Т., Hamada S., Ibuka S., Yasuoka K., et-al. Atmospheric dc discharges with miniature gas flow as microplasma generation method // Journal of Physics D: Applied Physics. 2005. № 11. Vol. 38. P. 1684-1689.

12. Rahul R., Stan O., Rahman A., Littlefield E., et-al. Optical and RF electrical

characteristics of atmospheric pressure open-air hollow slot microplasmas and application to bacterial inactivation // Journal of Physics D: Applied Physics. 2005. № 11. Vol. 38. P. 1750-1759.

13. Becker K.H., Schoenbach K.H., Eden J.G. Microplasmas and applications // Journal of Physics D: Applied Physics. 2006. № 3. Vol. 39. P. R55-R70.

14. Becker K., Koutsospyros A., Yin S.-M., Christodoulatos C., et-al. Environmental and biological applications of microplasmas // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2005. № 12B. Vol. 47. P. B513-B523.

15. Douglas N.G., Falconer I.S., Lowke J.J. An interferometric measurement of gas temperatures in corona discharges // Journal of Physics D: Applied Physics. 1982. № 4. Vol. 15. P. 665-668.

16. Takahashi Y. Thickness and luminosity distribution of positive corona sheath in air // Journal of Physics D: Applied Physics. 1982. № 4. Vol. 15. P. 639-653.

17. Sparavigna A., Wolf R.A. Electron and ion densities in corona plasma // Czechoslovak Journal of Physics. 2006. № 2. Vol. 56. P. B1062-B1067.

18. Woolsey G.A., Ijumba N.M., Farish O. Measurements of neutral densities and temperatures in negative air coronas using an optical interferometer and a thermocouple // Journal of Physics D: Applied Physics. 1986. № 11. Vol. 19. P. 21352146.

19. Jaworek A., Krupa A. Electrical characteristics of a corona discharge reactor of multipoint-to-plane geometry // Czechoslovak Journal of Physics. 1995. № 12. Vol. 45. P. 1035-1047.

20. Самойлович В.Г., Гибалов В.И., Козлов K.B. Физическая химия барьерного разряда. М.: МГУ, 1989. 176 с.

21. Gibalov V.I., Pietsch G.J. The development of dielectric barrier discharges in gas gaps and on surfaces // Journal of Physics D: Applied Physics. 2000. № 20. Vol. 33. P. 2618-2636.

22. Kelly-Wintenberg K., Montie T.C., Brickman C., Roth J.R., et-al. Room temperature sterilization of surfaces and fabrics with a one atmosphere uniform glow discharge plasma // Journal of industrial microbiology & biotechnology. 1998. № 1. Vol. 20. P. 69-74.

23. Hirai K., Okada Т., Kaneko Т., Hatakeyama R., et-al. Development of a Plasma Source Using Atmospheric-Pressure Glow Discharge in Contact with Solution // Journal of Plasma and Fusion Research. 2005. № 6. Vol. 81. P. 417-418.

24. Акишев Ю.С., Демьянов А.В., Каральник В.Б., Монич А.Е., и др. О сходстве и различии барьерной короны переменного тока с положительной и отрицательной коронами постоянного тока и барьерным разрядом // Физика плазмы. 2003. № 1. Т.29. С. 90-100.

25. Park H.D., Dhali S.K. Generation of atmospheric pressure plasma with a dual-chamber discharge //Applied Physics Letters. 2000. № 14. Vol. 77. P. 2112 -2114.

26. Francke K.-P., Rudolph R., Miessner H. Design and Operating Characteristics of a Simple and Reliable DBD Reactor for Use with Atmospheric Air // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 2003. № 1. Vol. 23. P. 47-57.

27. Plante G. The Storage of Electrical Energy. London: Whittker & CO, 1887. 268 p.

28. Davies R.A., Hickling A. 686. Glow-discharge electrolysis. Part I. The anodic formation of hydrogen peroxide in inert electrolytes // Journal of the Chemical Society (Resumed). 1952. P. 3595-3602.

29. Hickling A., Linacre J.K. Glow-discharge electrolysis. Part II. The anodic oxidation of ferrous sulphate // Journal of the Chemical Society (Resumed). 1954. P. 711-720.

30. Kanzaki Y. Glow Discharge Electrolysis of Aqueous Sulfuric Acid Solution in Various Atmosphere // Journal of The Electrochemical Society. 1986. № 11. Vol. 133. P. 2267-2270.

31. Гайсин Ф.М., Сон Э.Е. Электрофизические процессы в разрядах с твердыми и жидкими электродами. Свердловск: Урал. гос. ун-т, 1989. 432 с.

32. Mezei P., Cserfalvi Т. Electrolyte Cathode Atmospheric Glow Discharges for Direct Solution Analysis //Applied Spectroscopy Reviews. 2007. № 6. Vol. 42. P. 573-604.

33. Bruggeman P., Leys C. Non-thermal plasmas in and in contact with liquids // Journal of Physics D: Applied Physics. 2009. № 5. Vol. 42. P. 053001(28 p.).

34. Гайсин А.Ф., Гизатуллина Ф.А., Камалов P.P. Энергетические характеристики разрядов в атмосфере между электролитом и медным электродом // Физика и химия обраб. материалов. 1985. № 5. С. 58-64.

35. Гайсин А.Ф., Сон Э.Е. Паровоздушные разряды между электролитическим катодом и металлическим анодом при атмосферном давлении // ТВТ. 2005. № 1. Т.43. С. 5-10.

36. Гайсин А.Ф. Многоканальный разряд между проточным электролитическим катодом и металлическим анодом при атмосферном давлении // Теплофизика высоких температур. 2006. № 3. Т.44. С. 343-349.

37. Гайсин А.Ф. Паровоздушный разряд между электролитическим анодом и металлическим катодом при атмосферном давлении // Теплофизика высоких температур. 2005. № 5. Т.43. С. 684-690.

38. Гайсин А.Ф. Нестационарный многоканальный разряд между струей электролита и металлическим электродом при атмосферном давлении // Теплофизика высоких температур. 2006. № 5. Т.44. С. 796-797.

39. Гайсин А.Ф., Тазмеев Х.К. Паровоздушный разряд с пористым электролитическим катодом при атмосферном давлении // Теплофизика высоких температур. 2005. № 6. Т.43. С. 813-819.

40. Kutepov A.M., Zakharov A.G., Maksimov A.I., Titov V.A. Physicochemical and Engineering Problems in Studies on Plasma-Solution Systems // High Energy Chemistry. 2003. № 5. Vol. 37. P. 317-321.

41. Maksimov A.I., Titov V.A., Khlyustova A.V. Electrolyte-as-Cathode Glow Discharge Emission and the Processes of Solution-to-Plasma Transport of Neutral and Charged Species // High Energy Chemistry. 2004. № 3. Vol. 38. P. 196-199.

42. Ivannikov A.A., Lelevkin V.M., Tokarev A.V., Yudanov V.A. Atmospheric-Pressure Glow Discharge Treatment of Water // High Energy Chemistry. 2003. № 2. Vol. 37. P. 115-118.

43. Maksimov A.I., Khlyustova A.V. Physical chemistry of plasma-solution systems // High Energy Chemistry. 2009. № 3. Vol. 43. P. 149-155.

44. Cserfalvi Т., Mezei P. Operating mechanism of the electrolyte cathode atmospheric glow discharge // Fresenius' journal of analytical chemistry. 1996. № 7. Vol. 355. P. 813-819.

45. Laroussi M., Lu X., Malott C.M. A non-equilibrium diffuse discharge in atmospheric pressure air // Plasma Sources Science and Technology. 2003. № 1. Vol. 12. P. 53-56.

46. Lu X., Laroussi M. Ignition phase and steady-state structures of a non-thermal air plasma // Journal of Physics D: Applied Physics. 2003. № 6. Vol. 36. P. 661-665.

47. Bruggeman P., Slycken J. Van, Degroote J., Vierendeels J., et-al. DC Electrical Breakdown in a Metal Pin-Water Electrode System // Plasma Science, IEEE Transactions on. 2008. № 4. Vol. 36. P. 1138-1139.

48. Bruggeman P., Ribezl E., Degroote J., Vierendeels J., et-al. Plasma characteristics and electrical breakdown between metal and water electrodes // Journal of optoelectronics and adavnced materials. 2008. № 8. Vol. 10. P. 1964-1967.

49. Bruggeman P., Guns P., Degroote J., Vierendeels J., et-al. Influence of the water surface on the glow-to-spark transition in a metal-pin-to-water electrode system // Plasma Sources Science and Technology. 2008. № 4. Vol. 17. P. 045014(7 p.).

50. Bruggeman P., Graham L., Degroote J., Vierendeels J., et-al. Water surface deformation in strong electrical fields and its influence on electrical breakdown in a metal pin-water electrode system // Journal of Physics D: Applied Physics. 2007. № 16. Vol. 40. P. 4779-4786.

51. Belosheev V.P. Study of the leader of a spark discharge over a water surface // Technical Physics. 1998. № 7. Vol. 43. P. 783-789.

52. Belosheev V.P. Leader discharge over a water surface in a Lichtenberg figure geometry // Technical Physics. 1998. № 11. Vol. 43. P. 1329-1332.

53. Belosheev V.P. Self-consistent development and fractal structure of leader discharges along a water surface // Technical Physics. 1999. № 4. Vol. 44. P. 381-386.

54. Belosheev V.P. Discharge leader self-organization on the water surface // Technical Physics. 2000. № 7. Vol. 45. P. 922-927.

55. Поляков O.B., Бадалян A.M., Бахтурова Л.Ф. Анионный перенос отрицательного заряда из электролитного катода в газоразрядную плазму // Электронный журнал "ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ." 2004. Т.222. С. 2352-2361.

56. Mezei P., Cserfalvi Т., Janossy М., Szocs К., et-al. Similarity laws for glow discharges with cathodes of metal and an electrolyte // Journal of Physics D: Applied Physics. 1998. № 20. Vol. 31. P. 2818-2825.

57. Диагностика плазмы / под ред. Р. Хаддлстоуна, С. Леонарда. М.: Мир, 1967. 515 с.

58. Методы исследования плазмы / под ред. В. Лохте-Хольтгревена. М.: Мир, 1971. 552 с.

59. Баринов Ю.А. Простое устройство ввода аналогового сигнала в компьютер // ПТЭ. 2003. № 5. С. 64-67.

60. Laux С.О. Radiation and nonequilibrium collisional-radiative models // von Karman Institute Lecture Series. 2002. Vol. 7.

61. Зайдель A.H. Таблицы спектральных линий. M.: Наука, 1969. 784 с.

62. Герцберг Г. Спектры и строение двухатомных молекул / под ред. В.Н. Кондратьева. М.: Иностранной литературы, 1949. 403 с.

63. Pearse R.W.B., Gay don A.G. The identification of molecular spectra. : Chapman and Hall, 1976. 407 p.

64. Andre P., Barinov Y.A., Faure G., Shkol'nik S.M. Experimental investigations of emission spectrum of a discharge with two liquid non-metallic (tap-water) electrodes in air at atmospheric pressure // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. № 37. Vol. 44. P. 375202(8 p.).

65. Laux C.O., Spence T.G., Kruger C.H., Zare R.N. Optical diagnostics of atmospheric pressure air plasmas // Plasma Sources Science and Technology. 2003. № 2. Vol. 12. P. 125-138.

66. Andre P., Aubreton J., Barinov Y., Elchinger M.F., et-al. Theoretical study of column of discharge with liquid non-metallic (tap water) electrodes in air at atmospheric pressure // J. Phys. D: Appl. Phys. 2002. № 15. Vol. 35. P. 1846-1854.

67. Andre P., Afanas'ev V., Barinov Y.A., Faure G., et-al. Theoretical and experimental investigation of a discharge with liquid non-metallic electrodes in air at atmospheric pressure //XXIIIICPIG. 1997. Vol. 3. P. 104-105.

68. Nestor O., Olsen H. Numerical Methods for Reducing Line and Surface Probe Data // SIAM Review. 1960. № 3. Vol. 2. P. 200-207.

69. Луизова Л.А. Физически обоснованный прием регуляризации в задаче радиального преобразования // Оптика и спектроскопия. 1982. № 4. Т.52. С. 690695.

70. Физика и техника низкотемпературной плазмы / под ред. С.В. Дресвина. М.: Атомиздат, 1972. 352 с.

71. Staack D., Farouk В., Gutsol A.F., Fridman А.А. Spectroscopic studies and rotational and vibrational temperature measurements of atmospheric pressure normal glow plasma discharges in air // Plasma Sources Science and Technology. 2006. № 4. Vol. 15. P. 818-827.

72. Bruggeman P., Schram D.C., Kong M.G., Leys C. Is the Rotational Temperature of OH(A-X) for Discharges in and in Contact with Liquids a Good Diagnostic for Determining the Gas Temperature? // Plasma Processes and Polymers. 2009. № 11. Vol. 6. P. 751-762.

73. Carr Т., Dondes S. Direct measurement of the radiative lifetime and collisional quenching of the C3. PI. u state of nitrogen as studied by pulse radiolysis // The Journal of Physical Chemistry. 1977. № 24. Vol. 81. P. 2225-2228.

74. Дубровский Г.В., Осипов А.И., Стрельченя B.M., Богданов А.В. Вращательная релаксация в газах и плазме. М.: Энергоатомиздат, 1991. 215 с.

75. Andre P., Barinov Y., Faure G., Kaplan V., et-al. Experimental study of discharge with liquid non-metallic (tap-water) electrodes in air at atmospheric pressure // J. Phys. D: Appl. Phys. 2001. № 24. Vol. 34. P. 3456-3465.

76. Andre P., Barinov Y.A., Faure G., Shkol'nik S.M. Modelling radiation spectrum of a discharge with two liquid non-metallic (tap-water) electrodes in air at atmospheric pressure // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. № 37. Vol. 44. P. 375203(14 p.).

77. Andre P. Partition functions and concentrations in plasmas out of thermal equilibrium // Plasma Science, IEEE Transactions on. 1995. № 3. Vol. 23. P. 453-458.

78. Aubreton J., Elchinger M.F., Fauchais P. New Method to Calculate Thermodynamic and Transport Properties of a Multi-Temperature Plasma: Application to N2 Plasma // Plasma Chemistry and Plasma Processing. 1998. № 1. Vol. 18. P. 1-27.

79. Giordano D. Equivalence of energy, entropy, and thermodynamic potentials in relation to the thermodynamic equilibrium of multitemperature gas mixtures // Phys. Rev. E. 1998. № 3. Vol. 58. P. 3098-3112.

80. Giordano D., Capitelli M. Nonuniqueness of the two-temperature Saha equation and related considerations // Phys. Rev. E. 2001. № 1. Vol. 65. P. 016401 (7 p.).

81. Хаксли JI., Кромптон P. Диффузия и дрейф электронов в газах / под ред. А.А. Иванова. М.: Мир, 1977. 672 с.

82. Козлов О.В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969. 291 с.

83. Чан П., Тэлбот Л., Турян К. Электрические зонды в неподвижной и движущейся плазме. М.: Мир, 1978. 201 с.

84. Smy P.R. The use of Langmuir probes in the study of high pressure plasmas // Advances in Physics. 1976. № 5. Vol. 25. P. 517-553.

85. Баринов Ю.А., Школьник C.M. Зондовые измерения в разряде с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении // ЖТФ. 2002. № 3. Т.72. С. 31-37.

86. Бенилов М.С., Бочкарев В.И., Бузников А.Е. Электрические характеристики зонда в дозвуковом потоке газа // Изв. АН СССР. МЖГ. 1983. № 1. С. 150-160.

87. Андерс А., Ершов А. Зондовая диагностика поздних стадий истечения плотной плазменной струи в атмосферу // ТВТ. 1987. № 4. Т.25. С. 743-747.

88. Батырбеков Г.А., Беляева Э.А., Бенилов М.С. // Физика плазмы. 1991. № 1. Т. 17. С. 114-119.

89. Лыков M.B. Теория теплопроводности. M.: Высшая школа, 1967. 599 с.

90. Григорьев И.С., Мейлихов Е.З. Физические величины. М.: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

91. Бенилов М.С. Теория электрических зондов в потоках слабоионизованной плазмы высокого давления // ТВТ. 1988. № 5. Т.26. С. 993-1004.

92. Ульянов К.Н. Теория электрических зондов в плотной плазме // ЖТФ. 1970. № 4. Т.40. С. 790-798.

93. Акишев Ю.С., Напартович А.П. О зондовых измерениях в тлеющем разряде при повышенном давлении // ДАН СССР. 1978. Т.242. С. 812-815.

94. Ульянов К.Н. Зондовая диагностика плазмы высокого давления при различных температурах зонда и плазмы // ЖТФ. 1978. № 3. Т. 16. С. 492^496.

95. Васильева H.A., Косов В.Ф. Особенности использования ионных частей зондовых характеристик в потоках продуктов сгорания с легкоионизирующейся щелочной присадкой // ТВТ. 1981. № 5. Т. 19. С. 1022-1030.

96. Spencer Jr F.E., Phelps A.V. Momentum transfer cross-sections and conductivity integrals for gases of MHD interest // Engineering Aspects of Magnetohydrodynamics. Philadelphia: University of Pennsylvania, 1976. P. IX.9.1-IX.9.12.

97. Голант B.E. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы. M.: Наука, 1968. 328 с.

98. Биберман Л.М., Воробьев B.C., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. М.: Наука, 1982. 377 с.

99. Баринов Ю.А., Каплан В.Б., Рождественский В.В., Школьник С.М. Определение концентрации электронов в разряде с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении по поглощению зондирующего СВЧ излучения // Письма в ЖТФ. 1998. № 23. Т.24. С. 52-57.

100. Баринов Ю.А., Каплан В.Б., Рождественский В.В., Школьник С.М. СВЧ диагностика плазмы разряда с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении // ФНТП-98. Петрозаводск:, 1998. С. 106-109.

101. Баринов Ю.А., Каплан В.Б., Школьник С.М. Исследование ультрафиолетовой области спектра излучения разряда с жидкими неметаллическими электродами в воздухе при атмосферном давлении // ФНТП-2004. Петрозаводск: , 2004. С. 198— 202.

102. Рохлин Г.Н. Разрядные источники света. М.: Энергоатомиздат, 1991. 720 с.

103. Ломаев М.И., Скакун B.C., Соснин Э.А., Тарасенко В.Ф., и др. Эксилампы— эффективные источники спонтанного УФ-и ВУФ-излучения // УФН. 2003. № 2. Т.173. С. 201-217.

104. Баринов Ю.А., Каплан В.Б., Школьник С.М. Разряд с жидким неметаллическим катодом и его воздействие на загрязнения катодной жидкости нефтепродуктами//ISTAPC-2005. Иваново:, 2005. С. 477^180.

105. Баринов Ю.А., Каплан В.Б., Школьник С.М. О возможности очистки воды от поверхностных загрязнений нефтепродуктами с помощью электрического разряда в открытой атмосфере //Письма в ЖТФ. 2005. № 16. Т.31. С. 26-32.