Distribution of the gas temperature in streamer discharge in air

Abstract

The temperature of nitrogen molecules in streamer discharge in point-to-plane electrode system was determined by using optical emission spectroscopy. The emission spectra of streamer discharge in air, in a wavelengths range 300…400 nm, were studied. The electronic-vibrational-rotational structure of (0-0) – band emission spectrum of N2+ nitrogen system (C3Πu-B3Πg transitions) was analyzed for different points along streamer propagation in discharge gap. The gas temperature was calculated on the basis of measurements of relative intensities in the rotational structure of the spectra. It was shown that gas temperature in the discharge gap varies in the range of 380…730 K. It was noted that for different discharge conditions the gas temperature in vicinity of the anode and cathode area is higher than in the central part of the discharge gap.

Проведены исследования катодонаправленного стримера в режиме замыкания им разрядного промежутка без перехода в искровой пробой. Зарегистрированы спектры излучения второй положительной системы азота в диапазоне длин волн 300…400 нм в воздухе. С помощью анализа вращательной структуры спектра азота определена вращательная температура молекул азота в разных участках ( с шагом 1 мм ) разрядного промежутка. Показано, что вращательные температуры газа на игольчатом аноде и плоском катоде превышают температуру газа в середине разрядного промежутка. Проведены оценки и определена взаимосвязь между вращательной температурой молекул азота и температурой газа.

Проведено дослідження катодоспрямованого стримера в режимі замикання їм розрядного проміжку без переходу в іскровий пробій. Зареєстровано спектри випромінювання другої позитивної системи азоту в діапазоні довжин хвиль 300…400 нм у повітрі. За допомогою аналізу обертальної структури спектра азоту визначена обертальна температура молекул азоту в різних ділянках ( з кроком 1 мм ) розрядного проміжку. Показано, що обертальні температури газу на голчастому аноді і плоскому катоді перевищують температуру газу в середині розрядного проміжку. Проведено оцінки і визначено взаємозв'язок між обертальною температурою молекул азоту і температурою газу.