圆管型介质阻挡放电臭氧产生过程中的传热数值模拟

在介质阻挡放电臭氧产生过程中,电能大部分以热能的形式散发,且气体温度是决定臭氧产率和浓度的重要参数之一。受到研究手段和检测仪器精度的限制,关于能量转化和热量传递机理的实验研究难以开展。为此,首次采用数值模拟方法对介质阻挡放电臭氧放电室进行传热分析,并实验验证了该方法的可行性。模拟结果表明:气体温度从高压电极到玻璃介质逐渐降低,气体平均温度在短时间内快速上升后逐渐降低,而且冷却水进口温度、冷却水流量和冷却水通道宽度均对气体温度影响显著。研究结果能为气体温度的控制以及臭氧发生器的设计提供科学依据。     

气体放电臭氧发生器的研究进展

臭氧由于其强氧化性 ,已在许多方面得到广泛应用。目前臭氧发生器多以气体放电为基础 ,因此围绕如何提高臭氧产生效率 ,介绍了臭氧发生器电极、电介质和电源的研究进展 ,以及进气制备、系统冷却和工作条件的影响     

放电等离子体臭氧发生技术的研究

臭氧作为解决今后环境问题的有用物质日益备受重视。为扩大臭氧在环境工作中的应用、臭氧发生技术的革新已成为当务之急，本文阐述了放电等离子体臭氧发生技术的研究现状及进展。     

提高臭氧发生器放电室效率的研究

本文根据管式臭氧发生器放电室的电晕放电功率方程式,分析了臭氧发生器的发展趋势,设计了搪瓷介电体的臭氧发生室。对玻璃和搪瓷材料进行了电性能参数测试。对玻璃和搪瓷民体的臭氧发生器产率和电耗参数进行了测量比较。结果表明：Ｘ 搪瓷介电体臭氧发生器比玻璃介电体臭氧发生器臭氧产率提高了４４％,电耗降低了４２％。     

电晕放电法臭氧发生器电极的研究

论述了电晕放电法产生臭氧的机理和沿面放电用电极的结构及影响因素 ,认为提高电介质的介电常数、表面电阻率和降低电介质的厚度可以提高臭氧发生器的效率。通过实验确定介质为 0 .2 5～ 0 .4m mα- Al2 O3 电极线缠绕间距为 2～ 3mm的管式臭氧电极单根臭氧质量浓度可以达到12～ 13g/m3 。     

工业臭氧发生器的技术改进

研究工业臭氧发生器低电耗、高浓度的技术改进,阐述其抑制臭氧分解反应的机理。     

高频平板型介质阻挡放电臭氧产生的试验研究

电源频率的适当增大能提高臭氧发生效率。针对目前臭氧发生器电源频率偏低的情况,采用合适的高频高压电源和放电室结构,进行了试验和模拟研究。试验研究了峰值电压、气隙间距对臭氧产生的影响。试验结果表明:气隙间距为1、2、3mm时,电晕起始电压分别约为4.1、6.5和8.04kV;气隙间距为1mm时,臭氧体积分数和臭氧产率最高分别为24.55×10-3和134g/(kW.h)。然后首次模拟并分析了臭氧发生器内的电场强度,气隙间距为1、2、3mm时,气隙中心区域的电场强度分别为280.545、261.672和227.311kV/m。电源频率为7.47kHz能有效地提高气隙中心区域的电场强度,进而提高所产生的臭氧体积分数和臭氧产率,降低了成本。     

空气放电产生臭氧的研究

在臭氧产生机理分析的基础上 ,实验研究了功率、气量、气压和气体湿度对臭氧和NOx 产生的影响。结果表明 ,在一定范围内随着功率增加或气体流量减少 ,臭氧体积分数增加 ,臭氧产生效率降低 ,NOx 和NOx/O3 相对体积分数增大 ;一定条件下 ,随着气压增加 ,臭氧体积分数降低 ,NOx/O3 相对体积分数先减少后增加 ;湿度降低 ,臭氧产生体积分数提高 ,NOx/O3 相对体积分数减少。     

纵向涡流发生器强化传热数值研究进展

对近年来纵向涡流发生器在换热器气侧强化传热和流阻性能的数值研究进行综述,内容包括:纵向涡流发生器类型及布置方式;纵向涡流发生器强化传热和流阻性能;纵向涡强化传热机理.分别对带斜截半椭圆柱面和斜截半椭圆柱体矩形通道内的层流流动和传热进行数值模拟.结果表明,两涡流发生器强化传热效果几乎相同,比平直通道高72.7%～133.1%;压力损失分别比平直通道增加100.4%～168.3%和108.1%～183.5%,斜截半椭圆柱面强化传热和流阻综合性能优于斜截半椭圆柱体.     

热管换热器传热性能及温度场数值模拟

Mathematic model for thermal performance of heat pipe heat exchanger based on the heat transfer model was presented. The infinite volume model was used to calculate the overall thermal performance and the temperature field of heat pipe heat exchanger. The calculation results essentially coincided with the results of an engineering case and provided the theoretical base for engineering application.     

介质阻挡放电型臭氧发生器等效电路研究

对正弦波电流供电的介质阻挡放电(BDB)型臭氧发生器的工作特性进行了详细地分析，对发生器放电气隙电压进行了傅里叶级数分解，给出了气隙电压的基波分量描述，提出一种新的DBD型臭氧发生器基波等效电路，并定义了BDB型臭氧发生器的几个特性参数。对正弦波电流供电DBD型臭氧发生器的电气特性进行了深入研究。给出了利用DBD型臭氧发生器的基波等效电路和电气特性设计电源的过程和实验结果。理论分析和实验结果证明了提出的DBD臭氧发生器基波等效电路的正确性和用基波等效电路电气特性设计供电电源的可行性。     

熔融碳酸盐燃料电池单体传热传质数值模拟

在分析熔融碳酸盐燃料电池性能的基础上，考虑了电池内的电化学反应、传热传质及电压－电流关系等影响因素，提出一套计算稳态条件下熔融碳酸盐燃料电池的温度与电流密度分布的数学模型。并利用它对不同气流方式（叉流、顺流和逆流等）的电池分别做了计算。计算结果对电池的运行及优化设计提供了一定的理论指导。     

基于ANSYS的空气电弧放电等离子体温度数值模拟

吸入一氧化氮(NO)疗法因其具有疗效快、非创伤性及高选择性等优点,在临床救治新生儿急性肺损伤和持续肺动脉高压等相关疾病方面逐步得到广泛应用.电弧放电是产生NO的一种新方法.因此,研究控制空气电弧放电合成NO的等离子体参数,对实现电弧放电合成医用NO在临床上的应用具有重要意义.本文根据磁流体动力学理论,建立了脉冲电弧放电等离子体轴对称数学模型,运用ANSYS软件,对电弧放电等离子体温度场分布和电流密度进行了数值模拟.结果表明,当电流增大时,阳极附近温度增大,阳极电流密度增大;当弧长增加时,阳极附近温度增大,阳极表面电流密度增大,阴极电流密度略变小.温度的升高,有利于NO的合成及抑制NO2的生成.     

介质阻挡放电型臭氧发生器的一种等效模型

介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器工作时存在放电和未放电两个模态,因而其电源的设计非常繁琐.本文分析大量试验数据后发现,DBD型臭氧发生器上电压峰值与流过发生器的电流峰值和逆变电路的输出功率基本符合线性变化规律.基于这一特性,本文提出了臭氧发生器的一种线性化的等效模型,将它等效为与功率相关的电阻和容抗串联电路.并用此模型对主回路进行了分析计算,给出其设计方法.与其他方法相比,本文提出的主回路参数设计方法具有设计步骤少、计算简单和无需考虑DBD电路参数变化等优点,可为工程中分析和设计臭氧发生器供电电源提供参考.实验结果验证了本文推导的正确性.     

臭氧发生器电源中容性控制的研究

根据介质阻挡放电型臭氧发生器的负载特性 ,提出了一种基于容性控制的高频逆变电源 ,阐述了该控制方法的原理和特点 ,给出了电源控制电路并进行了实验研究 ,结果表明基于容性控制的高频逆变电源工作频率变化范围小 (有利于电路设计和参数选择 )、结构简单且工作稳定可靠。     

臭氧发生器研究的进展

介绍了放电式臭氧发生器电极形式、材料及电介质方面研究的新成果;讨论了近年来国内外在放电式、电解池式、紫外线辐照式臭氧发生器的新进展。分析表明提高介质的击穿强度和介电常数,改善系统散热效果,采用耐高温、耐氧化电极材料,合理设计系统结构和电极结构是提高放电式臭氧发生器性能、延长寿命的主要途径。     

雷电先导放电的三维数值模拟与应用

雷电先导放电的数值模拟是反映雷电先导发展和雷击规律的一种重要手段。为提高雷电先导放电三维数值模拟的空间分辨率,将修正的介质击穿模型与计算区域的边界条件相结合,建立了一种具有双概率指数和双击穿发展阈值的雷电双向先导发展概率模式,实现了雷电先导放电在50m空间分辨率的三维数值模拟。通过比较自然界中雷电放电与模拟结果的分形维数和先导临近时地面电场峰值的增强情况,验证了该模拟方法的合理性。最后应用上述数值模拟技术,并结合数值内插方法建立了地面防雷装置防护性能的评估模型(空间分辨率为1m),分析了单根避雷针系统附近的雷击概率分布及其保护范围,其结果与折线法规定的保护范围基本一致。     

两间隙毛细管等离子体发生器触发放电数值模拟

两间隙毛细管等离子体发生器利用触发间隙放电产生等离子体射流连通主放电间隙,引发主放电形成高温等离子体射流。建立一个一维流体模型对两间隙毛细管触发放电进行模拟,对考虑管壁烧蚀和不考虑管壁烧蚀条件下的触发放电的特性进行计算,分析触发放电过程对主间隙击穿的影响。由于管壁烧蚀补充毛细管内由于开口端流出的质量损失,因此在放电期间毛细管内的气体压强、流速和温度基本保持稳定状态;管壁烧蚀降低了放电时毛细管内的气体温度,但加快了高温区向毛细管开口端的传播速度,因而缩短了主间隙的击穿时延。     

一种家电用小型蒸汽发生器的传热与流动特性模拟及实验研究

针对应用于各类家电中的小型蒸汽发生器的高功耗、易结垢问题,在传统使用腔体型结构上进行了改进,加大换热面积,增强换热系数,使热效率进一步提高,减小能耗。该设计可以规避一般管道型加热方式易产生的水垢阻塞流道导致换热器失效的问题。对改进型蒸汽发生器进行了热力计算及数值模拟,比较了上部进与下部进水两种方式的传热及流动特性。根据模拟结果选用具有更好的传热及流动性能的上部进水方式对增加泡沫金属铜前后的蒸汽发生器进行了实验测试,实验得到改进结构(增加金属泡沫)后蒸汽发生器的热效率可以高达98.92%,较改进前热效率约有5%的提升,改进效果明显。根据热力学原理分析,热效率的提升来自于漏热的减少和电热效率的提高。