水中液態金屬絲電爆炸特性

【摘要】：水中金屬絲電爆炸可產生具有更高能量效率的沖擊波，已在化石能源開發等領域取得成功應用。但是，金屬絲電爆炸是在電極間預置金屬絲，需要附加換絲機構，存在重頻運行困難問題。本文提出一種基于鎵銦錫液態金屬的換絲方法，該方法利用液態金屬自身的流動性，能夠在低電壓控制下快速、穩定地在放電電極間成絲。在相同的放電模式下改變電壓完成多次放電，并測量放電過程中絲端電壓、回路電流，計算回路參數以及能量；根據實驗數據建立仿真模型，分析擊穿時延擊穿時刻電阻分別作為單一變量的能量轉換特性。仿真與實驗結果表明，鎵銦錫液態金屬絲放電相態變化過程與普通金屬絲相比存在差異；電容初始充電電壓越高，液態金屬絲擊穿時刻電阻越大，放電擊穿時延越短，能量轉換效率越高。本研究對水下液態金屬絲放電特性的研究以及完善金屬絲電爆炸技術在工業中的應用具有一定參考意義。