《高压物理学报》第二届青年编委会招募启事 《高压物理学报》2023年度优秀审稿人和优秀论文评选结果 第十四届全国爆炸力学学术会议 第二轮通知 第九届“从原子到地球”——高压科学研讨会第三轮通知 第九届“从原子到地球”——高压科学研讨会第二轮通知 第四届全国超高速碰撞学术会议通知（第二轮） 第二十一届中国高压科学学术会议第一轮通知 通知 推荐：高压下Fe92.5O2.2S5.3的熔化温度（特约稿件） 推荐：透明陶瓷的超高压制备研究进展（特约综述） 推荐：氢的高压奇异结构与金属化（特约综述） 推荐：第二主族氢化物的高压研究（特约综述） 推荐：氢氘物态方程研究进展（特约综述）

水中放电等离子体状态方程的理论研究

卢新培,  潘垣,  刘克富,  刘明海

downloadPDF
文章导航 > 高压物理学报  > 2001 >  15(2): 103-110 .
卢新培, 潘垣, 刘克富, 刘明海. 水中放电等离子体状态方程的理论研究[J]. 高压物理学报, 2001, 15(2): 103-110 . doi: 10.11858/gywlxb.2001.02.005
引用本文: 卢新培, 潘垣, 刘克富, 刘明海. 水中放电等离子体状态方程的理论研究[J]. 高压物理学报, 2001, 15(2): 103-110 . doi: 10.11858/gywlxb.2001.02.005
shu
LU Xin-Pei, PAN Yuan, LIU Ke-Fu, LIU Ming-Hai. The State Equations of Plasma Produced by Pulse Discharge in Water[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2001, 15(2): 103-110 . doi: 10.11858/gywlxb.2001.02.005
Citation: LU Xin-Pei, PAN Yuan, LIU Ke-Fu, LIU Ming-Hai. The State Equations of Plasma Produced by Pulse Discharge in Water[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics, 2001, 15(2): 103-110 . doi: 10.11858/gywlxb.2001.02.005
shu

水中放电等离子体状态方程的理论研究

doi: 10.11858/gywlxb.2001.02.005

  • 华中科技大学电力系，湖北武汉 430074

详细信息
    通讯作者:

    卢新培

The State Equations of Plasma Produced by Pulse Discharge in Water

  • Electric Department of Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

More Information
    Corresponding author: LU Xin-Pei

    摘要
  • 摘要: 水中放电等离子体通道内温度达2104～5104 K、而压力达1～10 GPa。在这样的参数下，等离子体的状态方程已不能用理想气体状态方程来描述。首次考虑了粒子间的相互作用对水中放电等离子体参数下粒子电离能的影响，计算了电子的简并性、带电粒子间的库仑相互作用、原子内部能级扰动所产生的压力。计算结果表明：当H、O原子和离子的总密度n=1029 m-3时，若考虑电离能漂移，则电子密度提高的最大幅度达70%；电子的简并性对压力的影响很小；粒子间的库仑相互作用在高温区使总压减小较显著，但在所计算的参数范围内，其幅值也不大于10%；当n=1029 m-3、T2104 K时，原子内部能级的扰动使总压增大约30%。

     

    Abstract: The temperature of plasma produced by pulse discharge in water (PPDW) is about 2104 K to 5104 K, and the max pressure of PPDW reaches 1～10 GPa. So the PPDW should not be treated as an ideal gas. In this work, the corrections to the ionization potentials in an equilibrium equation of PPDW, and the pressure from the degeneracy of electrons, the effect among charged particles and perturbations of energy eigenvalue of atoms were calculated. The calculation results show that: (1) When the total density n of H, O, H+, O+ and O2+ is about 1029 m-3, the electron density, ne increases by about 70% considering the correction of ionization potential; (2) The degeneracy of electrons has little effects on the pressure of PPDW; (3) The effects among charged particles makes the pressure of PPDW decreased at higher temperature, by no more than 10%; (4) When n=1029 m-3 and T2104 K, the pressure goes up by about 30% for the perturbation of atom energy level.

     

    • HTML全文
    • 参考文献(20)
  • Willberg D M, Lang P S, Hochemr R H, et al. Degradation of 4-Ghlorophenol, 3, 4-Dichloroaniline, and 2, 4, 6-Trinitrotoluene in an Electrohydraulic Discharge Reactor Environ [J]. Sci Technol, 1996, 30(8): 2526-2534.
    张雷, 邓琦林, 周锦进. 液电效应除垢机理分析与试验研究 [J]. 大连理工大学学报, 1998, 38(2): 207-211.
    李胜利, 李劲, 王泽文, 等. 用髙压脉冲放电等离子体处理印染废水的研究 [J]. 中国环境科学, 1996, 16(1): 73-76.
    Sato M. Formation of Chemical Species and Their Effects on Microorganisms Using a Pulsed High-Voltage Discharge in Water [J]. IEEE Tran On Ind Appl, 1996, 32(1): 106-111.
    Hrabovsky M, Milos Konrad, Vladimir Kopecky, et al. Processes and Properties of Electrics Arc Stabilized by Water Vortex [J]. IEEE Tran On Plas Sci, 1997, 25(5): 833-839.
    Sato M, Kimura K, Ikeda K, et al. Sterilization of Beverages under Normal Temperature by a High-Voltage, Pulsed Discharge in Developments in Food Engineering [M]. Glasgow: Blackie A P, pt 2, 1994: 736-750.
    解广润. 电水锤效应 [M]. 上海: 上海科学技术出版社, 1962: 70-80.
    Sato M, Tokita K, Sadakata M, et al. Sterilization of Microorganism by a High-Voltage, Pulsed Discharge under Water [J]. Int Chem Eng, 1990, 30(4): 695-698.
    Braginskii S I. Theory of the Development of a Spark Channel [J]. Soviet Phys JETP, 1958, 34(6): 1068-1074.
    Okun I Z. Plasma Parameters in a Pulsed Discharge in a Liquid [J]. Sov Phys Tech Phys, 1971, 16(2): 227-231.
    Jones H M, Kunhardt E E. Pulsed Dielectric Breakdown of Pressurized Water and Salt Solutions [J]. J Appl Phys, 1995, 77(2): 795-805.
    Shamko V V. Integrated Bulk Characteristics of the Plasma in an Underwater Spark [J]. Sov Phys Tech Phys, 1978, 23(5): 564-566.
    Tsuchiya H. Generation and Propagation of Pressure Wave by Spark Discharge in Liquid [J]. Ann CIRP, 1988, 31(1): 107-110.
    李培芳, 金方勤. 液中放电冲击波和等离子体参数的计算 [J]. 浙江大学学报, 1994, 28(l): 27-35.
    汪志诚. 热力学统计物理 [M]. 北京: 人民教育出版社, 1980: 216-218.
    久保亮五. 统计力学 [M]. 徐振环译. 北京: 髙等教育出版社, 1985: 233-234.
    Harris G M. Equilibrium Properties and Equation of State of a Hydrogen Plasma [J]. Phys Rev, 1964, 133(2A): A427-A434.
    Rouse C A. Ionization-Equilibrium Equation of State [J]. Phys Rev, 1962, 136(5): 665-670.
    泽尔道维奇Я Ъ, 莱依捷尔Ю П. 激波和髙温流体动力学现象物理学 [M]. 张树材译. 北京: 科学出版社, 1980: 212-213.
    Robinson J W. Measurements of Plasma Energy Density and Conductivity from 3 to 120 kbar [J]. J Appl Phys, 1967, 38(1): 210-216.
    • 相关文章
    • 施引文献
  • 资源附件(0)
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  7792
  • HTML全文浏览量:  429
  • PDF下载量:  779
出版历程
  • 收稿日期:  2000-08-14
  • 修回日期:  2000-11-06
  • 发布日期:  2001-06-05

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有©《高压物理学报》编辑部

    联系电话：0816-2490042 E-mail：gaoya@caep.cn

    蜀ICP备11011126号-2

    本系统由北京仁和汇智信息技术有限公司设计开发 技术支持： info@rhhz.net   百度统计