注入功率及耗能密度对离子输运率的影响

大气压非平衡等离子体的输运特性直接制约着工业电收尘和飞行器等离子体隐身的进一步发展,影响该输运特性的因素较多,包括放电区的压力、气体流速、电场强度、注入功率密度及其耗能密度等。为提高大气压非平衡等离子体输运效率,以线板形式电晕放电为手段进行电离流经放电区气体的实验,运用DLY-3型大气离子测量仪测量脱离电场约束的正负离子浓度,研究了注入功率密度及耗能密度对离子浓度输运率的影响。研究结果表明,在一定程度上随着注入功率密度、耗能密度的增加,离子浓度输运率越高.但当注入功率密度和耗能密度达到一定值时,离子输运率变化趋于平缓;同时,高风速比低风速的等离子体输运率要高出几个数量级。     

离子风飞机推进电极阵列的推力影响因素

离子风推进器具有结构简单、静音性好和可微型化的特点,应用前景广阔,但缺乏对其推力和推力功率比(推功比)的多因素系统研究和多级电极阵列试验数据支撑。该文分析电极形状尺寸和电极阵列结构等对推力和推功比的影响。研究表明：当导线电极直径为0.2～0.6mm、翼型电极弦长为50～70mm以及型号为NACA0010、NACA0020时,减小导线电极直径或增大翼型电极前缘半径,推力增大,推功比减小;增加翼型电极弦长,推力增大,推功比也增大。当电极阵列组间距为80～240mm时,间距越小,推力和推功比越大;当电极阵列对间距为100～200mm时,间距越小,推力和推功比越小。矩阵式排列中,1×n结构具有给定电极组数下的最大推力和推功比。实测推进电极阵列产生推力3.2N,为离子风飞机飞行推进试验创造了条件。     

气体参数对沿面放电活性氧物质注入氧化亚硫酸铵的影响

为提高铵法脱硫产物的氧化效率,采用气相沿面放电生成的活性氧物质替代强制氧化法中的空气用于氧化亚硫酸铵,考察了沿面放电等离子体装置中的空气流速、温度、湿度及曝气孔的孔径、氧化物质的传输距离等因素对亚硫酸铵氧化率的影响。结果表明:亚硫酸铵氧化率随空气流速增大而提高;空气湿度、温度的升高降低臭氧的生成,不利于亚硫酸铵的氧化;曝气孔的孔径增大、氧化物质输运距离增大,降低臭氧等活性氧物质的利用效率,进而降低亚硫酸铵的氧化率。同空气强制氧化相比,采用沿面放电生成的活性氧物质氧化亚硫酸铵,可提高亚硫酸铵氧化率达一倍以上。     

大气离子迁移率对直流线路合成电场与离子流密度影响的研究

为了研究离子迁移率对直流线路合成电场与离子流密度分布的影响,计算了一定温度和湿度下,气压改变导致离子迁移率和导线起晕场强变化后,合成电场与离子流密度的分布变化.合成电场的控制方程为Poisson方程和电流连续性方程.使用的电极结构为一维圆柱电晕笼和二维±1100 kV双极输电线路结构.计算结果表明,在相同导线电压下,若离子迁移率增加约一半,同时起晕场强降低33％,电晕笼处的合成电场增强约80％,离子流密度增加约6倍.若离子迁移率平均增加16％,起晕场强降低16％,±1100 kV线路地面合成电场增强约一半,离子流密度增加约1.5倍.     

基于迁移管法气压对氮气正电晕放电离子迁移率的影响

低气压下离子迁移率是高海拔地区输电线路导线电晕放电的关键参数之一,同时氮气作为正电晕放电参与反应的主要气体,目前均作为常量对待,其测量结果对于建立考虑海拔因素的离子流、电晕损失等计算模型具有重要意义,因此对不同气压下氮气正离子迁移率的测量显得尤为重要。在已有研究的基础上,自主设计了可模拟不同氮气气压条件下离子迁移率测量平台,并将离子门的动作方式由关闭—导通—关闭改进为关闭—导通,从而得到幅值尽可能大的离子流波形。利用此平台测量得到大气条件下纯氮气环境离子的迁移率为1.113cm2V-1S-1,并通过试验研究了气压在101.19~44.52k Pa范围内氮气环境离子迁移率变化情况,研究发现氮气正离子迁移率随气压增大呈非线性减小且具有一定的饱和趋势,最后提出了一种氮气正离子迁移率随气压变化的指数修正方法。     

离子风对静电除尘器中颗粒物脱除的影响机制研究

静电除尘器中电晕放电产生的离子风是影响颗粒迁移和沉积的重要因素,通过建立多过程耦合的静电除尘器数值模型,研究了不同极配型式静电除尘器的电场分布特性及离子风对空间流场和颗粒物脱除的影响规律。结果表明,针刺电极电场强度和离子电荷密度的最高值均略高于芒刺电极,但是芒刺电极的静电场分布更加均匀。在外加电压为60k V时,针刺电极和芒刺电极的离子风最高流速分别可达7.91m/s和4.62m/s,离子风会促进荷电颗粒向收尘极板运动,同时也会形成近壁高速区造成堆积颗粒的不均匀分布并导致二次扬尘。由此,针对不同形式静电除尘器提出了合理调整放电电极结构方法,进行离子风调控以强化颗粒物脱除。     

湿度、气压对气体放电参数影响的实验研究

在不同气压下,改变空气绝对湿度,用稳态汤逊实验法(SST)测量了空气电子电离系数α和附着系数η,分析了空气绝缘强度受绝对湿度变化的影响和α、η与气压,绝对湿度的变化关系。提出修正气体放电电压时应考虑湿度、气压的综合作用。     

电极参数及布置方式对苯酚降解率的影响

为提高苯酚降解率,实验研究了脉冲电晕放电处理含苯酚废水过程中电极参数、布置方式对苯酚降解率η的影响及各参数间的关系。研究表明,通过峰值电压Up和频率f的优化组合,可获得理想的η;电极间距d和液膜厚度δ对去除效果影响明显;电极布置方式不同则处理效果不同。锥端为正极时溶液pH值和COD变化较明显;锥端为负极时η和溶液电导率σ有明显提高,利于废水的最终净化。     

磁场位形对双级霍尔效应推力器离子输运的影响

离子输运是影响电势阱式双级霍尔效应推力器(DSHET)性能的一个重要物理过程,合理的磁场位形对离子输运有重要影响,为分析其影响机理,通过Langmuir探针诊断实验,分析了不同磁场位形环境下电离级电势阱和中间电极处电势垒等特征参数的变化,同时结合双面探针收集离子定向电流,得到了不同磁场位形下的空间电势分布和中间电极处电势垒大小对离子输运电流的影响关系。实验发现,磁场位形改变对空间电势分布的影响明显。以中间阳极附近的零磁点作为磁场特征参数,在不同磁场工况下,零磁点越接近通道的中心线,则电离级电势阱的分布越均匀,同时中间电极处电势垒也达到最小值(9V),这样的空间电势分布能有效抑制离子在金属壁面上的损失,减小离子输运的阻碍电势垒,可提高离子输运电流10%。研究结果表明双级霍尔效应推力器的离子输运过程主要受电离级电势阱分布均匀性和电势垒大小的影响,磁场位形在一定程度上决定了电势分布,零磁点径向位置应位于放电通道的径向中心位置,这样离子输运最畅通,电离级作用最大化。     

电极参数对尖-板电极空气放电离子风特性的影响

空气放电离子风技术是一门新颖的技术,在实际应用方面具有现有技术手段不可比拟的优势。文章采用PIV(Particle Image Velocimetry)粒子测速技术,获得了清晰准确的离子风速度场图像。研究结果显示:减小尖电极曲率半径,可以在同样的电压等级条件下有效地提高离子风速度;接地电极采用金属网,可以克服板状电极对于离子风发展的部分束缚作用,在较低电压下能得到较高的风速,且可获得较为广阔、流场较为均匀的离子风作用区域。     

不同气体成分添加对氮气滑动弧放电模式及特性的影响

研究表明滑动弧放电等离子体可高效降解生物质气化焦油,而气体种类和含量是影响滑动弧焦油降解性能的重要因素。为优化滑动弧放电的运行条件参数以及为实际应用效果的提升提供支撑,通过电学和光学等检测分析手段,采集并获得了在氮气滑动弧中添加不同体积分数的气体成分(二氧化碳、水蒸气和氧气)时放电的电学信号和放电图像,系统研究了不同运行条件下交流滑动弧等离子体的放电模式、伏安特性、光谱特性及电弧运动特性。研究结果表明:在氮气气氛中,滑动弧放电呈现出稳定滑动和击穿伴随滑动两种不同的模式,前者具有较大的平均放电功率和滑动周期,且能产生较大的电弧弧长和弧高;气体成分及其体积分数对放电模式具有显著的影响:H₂O的添加有利于电弧向稳定滑动模式发展,而CO₂和O₂的添加则使滑动弧放电表现出以击穿伴随滑动为主的模式;滑动弧放电模式直接影响其发射光谱强度,和击穿伴随滑动模式相比,稳定滑动模式下的发射光谱强度明显增强,这表明稳定滑动模式有利于产生更多的活性粒子,促进化学反应的进行;此外,在氮气滑动弧放电等离子体中引入CO₂和O     

离子速度对霍尔推力器壁面鞘层特性的影响

为进一步探索霍尔推力器通道内等离子体鞘层的物理机制,针对霍尔推力器等离子体鞘层区域建立二维物理模型,采用二维粒子模拟方法研究了二次电子发射系数、鞘层电子数密度、鞘层电势以及电场随离子入射速度的变化规律,分析了模拟区域径向尺度大小对鞘层稳定性的影响。结果表明:壁面二次电子发射系数随离子入射速度的增大有少许增大,变化在10-3数量级;随着离子入射速度的增大,电子数密度、鞘层电势降及径向电场都减小,而轴向电场几乎不变;在相同的边界条件下,模拟区域径向尺度的增大会导致壁面电势随时间的振荡加剧,鞘层稳定性降低。     

海拔高度对直流输电线路电晕电流地面离子流密度及地面场强影响的研究

为给高海拔地区直流输电线路的设计及运行提供关于大气条件影响的参数,本文采用直流输电线路的比例模型,在不同海拔高度实测其起晕龟压V_0、电晕电流I、导线正下方地面离子流密度J及地面场强E.结合理论分析,得出空气密度对上述诸量的影响规律。     

离子迁移率和复合率取值对特高压直流输电线路离子流场的影响研究

采用上流有限元法定量分析了离子迁移率和离子复合率对±800 k V特高压直流输电线路地面合成场强和离子流密度的影响。结果表明,离子迁移率对地面合成场强影响不大,而地面离子流密度随着迁移率的增大呈线性变化;两者均随离子复合率的增大而减小,且复合率对地面离子流密度计算的影响大于对地面合成场强的影响。     

成分变化、快淬速度及热处理温度对Sm(Co_(1-x)Zr_(x))_(7)合金薄带的微观组织及磁性能的影响

采用电弧熔炼和熔体快淬的方法,制备了不同成分与不同快淬速度的Sm(Co_(1-x)Zr_(x))_(7)(x=0.02~0.08)合金薄带。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)等实验设备,测试了合金快淬薄带的相组成、相结构以及磁性能。实验结果表明:在Sm(Co_(1-x)Zr_(x))_(7)(x=0.02~0.08)合金薄带中,合金薄带的矫顽力随着x含量的增加逐渐变大,在x=0.08(快淬速度为45 m/s)时,合金薄带获得最大矫顽力(Hcj)为7.34 kOe;当快淬速度为45 m/s时,Sm(Co_(1-x)Zr_(x))_(7)(x=0.08)合金薄带在623 K的环境下热处理2 h,合金薄带可获得最优的综合磁性能,其矫顽力(Hcj)为7.67 kOe,剩磁(Br)为2.81 kGs,最大磁能积(BH)max为7.64 MGOe。