图3.5.1给出了研究气体流速对放电影响的实验装置示意图[30]。左右两端的针电极为高压电极，这两个针电极具有一样的尺寸和形状，两个针尖的距离为77mm，针的直径为100μm，石英管的内径为0.8mm。纯度为99.999%的氩气从右端通入。为了尽量减少周围空气的影响，石英管的左端与一个2m长的软管相连。因此可以认为这两个针是工作在相同的气体环境下。也就是说左端空气扩散的影响可以忽略，通过数值模拟也表明此时空气扩散是可以忽略的。
图3.5.1 研究气体流速对放电影响的实验装置示意图及所产生的等离子体照片[30]
（a）实验装置示意图；（b）产生的等离子体
两个针电极与脉冲直流高压电源相连，连接的导线长度等完全相同。脉冲电压8kV，频率9kHz，脉宽400ns。本节的电参数都保持不变。图3.5.1（b）给出了氩气流速为2L/min时的等离子体照片。
为了了解气流对放电等离子体的影响，图3.5.2给出了不同气体流速下所得的等离子体照片。中间的红色虚线为两个针的中点位置。从图中可以看出，当气体的流速从0.2L/min增加到1L/min时，两个等离子体射流的长度都显著增加。此外，当气体流速小于0.5L/min时，这两个射流的长度基本相同。当气体流速增大到2L/min时，它们的长度都开始减小，且上游（右端）的射流长度Lup比下游（左端）的射流长度Ldown短。图3.5.3给出了上下游射流的长度差与气体流速的关系。从图中可以看出，上下游射流的长度差随着气体流速的增大而增大。下面对上述现象进行分析。
一开始随着氩气流速的增加，等离子体长度增加。这可以作如下解释：由于周围空气的扩散，石英管内总会有少量空气；当氩气流速从0.2L/min增加到1L/min时，石英管内的空气含量显著降低，从而导致射流变长；流体模拟表明，当氩气流速为1L/min时，石英管内的空气比降到10-5，因此不会对放电产生显著影响。
为了解释当气体流速进一步增加时上下游的等离子体射流长度均开始减小，对石英管内氩气流动的雷诺数进行计算。对应于流速2L/min，其雷诺数为4568，而该石英管中层流的临界雷诺数为2320。因此当气体流速为2L/min或者更大时，气体流动为湍流模式，流速越大，其流体不稳定性越强，从而导致其长度越短。
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图3.5.2 不同气体流速下得到的等离子体照片[30]
图3.5.3 上下游射流长度差随气体流速的变化关系[30]
为了阐明为什么上游的射流长度比下游的射流长度短，首先将上下游的针互换，所得结果是一样的。因此可以断定这两个针电极可能存在的差异不是导致该现象的原因。
另外，上游等离子体的气体是从有电极处流动到管中间的自由区域，而下游等离子体的气体是由中间的自由区域流到有电极区域，该差异有可能导致气体流动状态的不同，从而导致该现象。为此，采用仅有一个针电极放电，改变气体的流动方向，看此时是否仍然得到类似的结果。图3.5.4给出了所得的等离子体的照片。从图中可以看出，当气体流动方向与等离子体推进方向相同时的射流长度更长。这个结果与前面图3.5.3的结果相反。因此电极的放置导致的气体流动模式的扰动也不是引起该现象的原因。
图3.5.4 单个针电极放电，气体流动方向互为相反时的等离子体照片，Ar流速为4L/min[30]
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