Фазовый переход в сверхкритическое состояние при импульсном электрическом разряде в жидкости

Аннотация доклада

Электрический пробой и распространение разряда в сверхкритических жидкостях (SCF) описаны в нескольких работа, см.обзор S. Stauss et al., PSST, 27 (2018), 023003. В большинстве работ изучается разряд в сверхкритических СО2 и азоте. В данной работе рассматривается иная схема, в которой высоковольтный разряд сначала трансформирует слабопроводящую жидкость (метанол) в состояние SCF, а затем существует в SCF в виде протяженной сильноточной плазмы.

SCF плазма генерируется в ячейке высокого давления при следующих условиях: длина разряда до 20 мм; приложенное напряжение до 10 кВ; электрический ток до 100А; максимальное давление до 100 бар. Диагностика включает в себя электрические измерения, скоростную съемку, теневую визуализацию гидродинамических процессов, лазерную диагностику положения фазовых переходов и оптическую эмиссионную спектроскопию. Так, плотность электронов, измеренная по Штарковскому уширению водородной линии Ha, превысила 3e19 см-3, что, в данном случае, позволяет считать плазму в SCF неидеальной. Дополнительное внимание было уделено фазе расширения и конденсации SCF. С точки зрения динамики конденсации SCF обсуждаются два различных сценария: ион-ионная проводимость (liquid-like SCF) и электрон-ионная проводимость (gas-like SCF). Второй сценарий потенциально приводит к значительному накоплению электрического заряда на частицах и предотвращению дальнейшей конденсации многофазной среды.

Помимо фундаментального интереса изучение механизмов пробоя и поддержания электрического разряда в SCF обещает найти практическое применение в различных областях техники, включая методы впрыска топлива, защиту от фатальных пробоев в электроизоляционных жидкостях и др.

Возврат к списку