Pulsed cold plasma-induced blood coagulation and its pilot application in stanching bleeding during rat hepatectomy

This paper presents plasma-induced blood coagulation and its pilot application in rat hepatectomy by using a home-made pulsed cold plasma jet. Experiments were conducted on blood coagulation in vitro, the influence of plasma on tissue in vivo, and the pilot application of rat hepatectomy. Experimental results show that the cold plasma can lead to rapid blood coagulation. Compared with the control sample, the plasma-induced agglomerated layer of blood is thicker and denser, and is mostly composed of broken platelets. When the surface of the liver was treated by plasma, the influence of the plasma can penetrate into the liver to a depth of about 500 μm. During the rat hepatectomy, cold plasma was proved to be effective for stanching bleeding on incision. No obvious bleeding was found in the abdominal cavities of all six rats 48 h after the hepatectomy. This implies that cold plasma can be an effective modality to control bleeding during surgical operation.     

电除尘器中离子风的实验研究

利用二维激光粒子成像测速技术（2D-PIV）,在接近起晕电压的条件下研究了针-板型电除尘器中离子风产生和传播的规律.实验中,在没有外加气流的条件下对离子风进行测试,测试点位于放电电极附近,示踪粒子为香烟.结果表明:离子风能在相对较低的电压（-3 kV）下产生,并在针-板电极间形成典型的离子风流场;离子风在电场的加速下,当其离开放电极为5～15 mm时,可以达到最大值,随后其速度开始下降,且离子风速度与施加于高压电极的电压满足线性关系;输入功率是决定离子风速度的关键因素,输入功率对离子风的加速作用远大于电极间距对离子风速度的影响.     

低温等离子体辅助去除含碳固态混合物

柴油发动机尾气中存在大量颗粒物,它易被人体吸入,对人的身体健康造成极大危害。其主要成分——碳烟及可溶性有机成分（SOF）等,可通过氧化燃烧的方法除去。本文从柴油机尾气颗粒物的治理出发,介绍了传统的颗粒物后处理技术,包括颗粒捕集器结合再生、微粒催化氧化转化（DOC）、静电捕集等技术。主要介绍了近年所发展起来的低温等离子体（NTP）辅助去除含碳固态混合物（PM）技术,包括等离子体反应器中的化学反应,常见的低温等离子体反应器结构及等离子体产生的放电类型。此外,根据等离子体反应器的安装位置不同,还介绍了两种不同的等离子体PM处理方法——直接等离子体方法和间接（远程）等离子体方法,后者可避免高温对等离子体过程的不利影响。总结了等离子体技术的应用特点,提出对等离子体辅助PM去除过程的研究可着眼等离子体技术本身,研究各种对气体放电产生影响的因素,为等离子体反应器的开发和应用提供参考。     

LCR触发多级多通道火花开关的设计及其性能分析

为了进行电粉碎岩石和等离子体灭菌的实验研究,研制了一种LCR触发多级多通道火花开关。采用μs上升前沿的初级脉冲充电电源对低电感陶瓷电容充电,以火花开关作为短脉冲形成开关。在600Ω负载电阻下,测试了火花开关的工作性能。利用脉冲电源开展水中灭菌实验,考察了开关的工作性能。实验发现:当气体间隙总长为14mm时,开关的导通电压范围为29～45kV。当火花开关的工作电压为34kV时,火花开关平均导通时延和抖动分别为115μs和71μs;负载上峰值功率为1.776MW;电阻上获得的电压波形基本一致,电压幅值在33.4～34kV范围内,电压的上升时间范围为23～28ns;开关的能量损耗为8%,其中触发电路引起的能量损耗为2.163%。火花开关在累计工作2.5万次后,电极烧蚀均匀,厚度无变化。火花开关分别在有、无LCR触发电路情况下连续运行20次的对比实验证明,LCR触发方法能够显著提高多级多通道的火花开关工作的稳定性。     

基于粒子成像测速法的正、负电晕放电下线-板式电除尘器内流场测试

电除尘器(ESPs)内流场的变化对细颗粒物的捕集具有显著影响。为此,采用粒子成像测速技术(PIV)测试了线–板式电除尘器模型内的流场。该电除尘器模型外壳为有机玻璃材质;放电极为2根不锈钢圆线且间距可调;示踪粒子为艾灸烟,一次流速约为0.5 m/s;流场测试平面垂直于收尘极和放电极的中心位置;分别施加正、负直流高压进行实验。结果表明,随着电压的增大,正、负电晕放电产生的离子风使得一次气流流速增大,最大增速分别可达0.6 m/s和0.7 m/s。当电压约为±30 kV时,2个放电极之间产生了4个涡旋;且电压越大,4个涡旋分布越均匀对称;较大的放电极间距更利于4个涡旋的形成。这些涡旋的存在会严重阻碍电除尘器内细颗粒物的捕集。     

高压纳秒脉冲电场消融黑色素瘤细胞实验研究

为了研究高压纳秒脉冲电场(nsPEF)消融恶性肿瘤的关键影响参数,基于火花开关和传输线变压器(TLT)技术,自主研制重频高压纳秒脉冲电场(RnsPEF)发生系统,可以稳定输出纳秒级脉宽的指数脉冲,证实了高压纳秒脉冲电场杀伤肿瘤细胞的效果和可控性. 以贴壁生长于六孔板中B16黑色素瘤细胞为对象,研究脉冲次数、峰值电压、重复频率和电极针对间距对肿瘤细胞消融效果的影响. 以电极杯中B16肿瘤细胞悬液为研究对象,结合CCK-8检测法开展脉冲处理后细胞活性的研究. 结果发现,高压脉冲电场和脉冲能量注入密度是影响纳秒脉冲电场消融肿瘤细胞的关键因素,重复频率对消融效果的影响不大. 结果显示,自制RnsPEF系统消融B16肿瘤细胞的阈值电场强度为6.8 kV/cm,注入能量密度的阈值为11.4 J/cm³和最佳消融次数为500次脉冲.     

宽负荷循环流化床锅炉电除尘器运行特性

为提高电除尘器对循环流化床(CFB)锅炉宽负荷工况的适应性,在某135 MW机组CFB锅炉上对不同工况下电除尘器运行功率及其出口烟尘颗粒排放控制进行了试验研究,得到电除尘器运行功率与其出口颗粒物排放质量浓度的关系。结果表明:由于负荷的变化导致烟气温度改变,而烟气温度直接影响电除尘器运行功率,故CFB锅炉电除尘器除尘效果对机组负荷的变化极为敏感;烟气温度在100~200℃内,135 MW机组CFB锅炉烟气温度每降低20℃,烟尘比电阻可降低约1个数量级,电除尘器运行功率可提高约100 k W;降低烟气温度是宽负荷CFB锅炉电除尘器保持稳定高效运行的一项重要措施。     

低场强脉冲电场杀灭水中大肠杆菌的实验研究

采用高频低场强脉冲电场系统对水中的大肠杆菌进行灭菌研究,探索反应器结构、电气参数及水质参数等对脉冲电场灭菌效率和能量效率的影响.圆筒式反应器体积为500mL,平均脉冲场强为3~12kV/cm,脉冲频率可以高达20kHz.最佳高压电极结构为6层均匀分布的直径为40mm的网电极.脉冲电场的杀菌效率和能量效率随着脉宽和场强的增大而提高,水的电导率影响波形和单脉冲能量的变化,从而影响杀菌效果,当初始细菌密度降低时有利于彻底杀光.脉冲频率对杀菌无明显影响,但高频率能够大幅缩短处理时间.当脉冲电压为6kV,脉宽为30μs,水的电导率为2.5μS/cm,细胞初始密度为103~106 cfu/mL时,在消耗能量<200J/mL,水温<40℃的前提下,脉冲电场处理后细菌密度下降了1、2个对数.当细菌初始密度低于1 250cfu/mL时,细菌被全部杀光,实现了非热低温灭菌.     

流光电晕放电净化粗燃气焦油及粉尘研究进展

研究焦油及粉尘的高效净化方法对推动生物质气化技术的发展具有重要意义。流光电晕放电过程产生的O、H、OH等活性自由基可有效裂解燃气中的焦油类有机物分子,在直流基压上叠加窄脉冲电压则可实现粉尘的荷电及高效气-固分离,是一种较有应用前景的粗燃气净化方法。笔者对流光电晕放电净化粗燃气焦油及粉尘的技术进展进行了综述,分析了该过程的裂解焦油/除尘机理、研究现状及关键科学问题,并提出了一种基于电旋风等离子体反应器的焦油及粉尘同时净化方法。最后针对生物质气化粗燃气净化过程中的瓶颈问题,简要归纳了其研究重点。     

正、负电晕对大肠杆菌气溶胶收集的影响

为开发出新型有效的微生物气溶胶静电采样系统,考察了线筒式正、负电晕放电对大肠杆菌气溶胶带电荷情况的影响及收集作用。通过TK-3微生物气溶胶发生器产生大肠杆菌气溶胶,利用在线气溶胶分析装置ELPI(electrical low pressure impactor)研究了大肠杆菌气溶胶的带电荷情况。实验结果显示:大肠杆菌气溶胶空气动力学直径主要集中在0.8μm,不加电场时单个大肠杆菌气溶胶携带约9个正电荷;随着外加电场强度的改变,大肠杆菌微粒所带的电荷数也随之改变。单个大肠杆菌气溶胶在负电晕条件下最高可带26个负电荷,在正电晕条件下,最高可带14个正电荷。负电晕对微生物的收集作用要比正电晕高,最高可达到97%的收集效率,而正电晕最高可达到82%。