基于PAM控制的DBD等离子体反应器的负载特性

介质阻挡放电(DBD)等离子体反应器的负载特性与供电电源的控制方式紧密相关。笔者研究了基于直流调功(PAM)控制的DBD等离子体反应器的负载特性,考虑了高频高压放电电源的电路中的分布参数对负载特性的影响,建立了相应的等效电路模型,对负载特性进行了定量的分析,并进行了同轴介质阻挡放电的实验研究。研究结果表明,随着电源电压的逐渐升高,放电开始时刻逐渐超前于外加电源电压的过零点时刻,但该时刻始终发生于外加电源电压的上升阶段上;放电终止时刻始终发生在外加电源电压的上升率等于零的时刻;负载的等效平均电容逐渐增大,等效阻抗和谐振频率逐渐减小;放电电流和放电功率逐渐增大;放电区域逐渐增大,放电的均匀性也逐渐增加。     

NO在等离子体中氧化分解特性研究

采用非热等离子体方法分解去除烟气中的NO,在高能电子的作用下将NO分解成无毒无害的N2。试验结果表明,非热等离子体技术能有效地促进NO的分解。等离子体输入功率为42W,温度为25℃,NO体积比为500μL/L,O2体积为3%,其余为N2;在流速为200mL/min条件下,NO的去除率达到了99%;随着输入功率的增加,NO去除率逐渐增大,流速和进口NO浓度对NO的去除率影响不大;O2浓度对NO的分解反应有一定的抑制作用,在O2浓度为1%～5%范围时,NO的去除率均可达92%以上。     

用于生物柴油选择性加氢提质的DBD等离子体反应器设计和工作特性

为提高生物柴油加氢过程的选择性及加氢深度的可控性,提出了一种基于介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)反应技术,在常温常压条件下对生物柴油进行选择性加氢提质的技术方案,并进行了介质阻挡放电加氢反应器的设计.探讨了电压、频率、放电区域长度和气体体积流量等参数对反应器负载特性及工作...     

常压正弦激励射流等离子体的光谱特性研究

笔者研究了大气压下介质阻挡放电的产生及其发射光谱特性。放电施加正弦激励,频率和幅值分别是5²0 kHz和020 kHz和0²0 kV。通过高频数字示波器测量放电的电流电压。光谱特性通过发射光谱仪测量。光谱仪测量范围为20020 kV。通过高频数字示波器测量放电的电流电压。光谱特性通过发射光谱仪测量。光谱仪测量范围为200¹ 100 nm,通过光谱分析以确定大气压下等离子射流的影响因素。结果表明:施加电压幅值是其首要影响因素,其次是频率;气体流速的影响因气体成分的不同而不同;纯Ar大气压等离子射流只能观察到活性例子Ar而没有Ar2,Ar+2或Ar+的光谱。     

线管式低温等离子体反应器的设计及其性能分析

为了提高低温等离子体对柴油机有害排放物的净化效率,提出了大气隙同轴圆柱结构低温等离子体反应器的设计思想;在电场分析与起始放电电压分析计算的基础上,设计了一种用于柴油机排气后处理的线管式低温等离子体反应器;对反应器的放电形貌、工作电压、介质等效电容等参量进行了试验研究及理论分析。结果表明,线管式低温等离子体反应器存在介质...     

大功率介质阻挡等离子体电源特性及工业应用研究

研制了大功率介质阻挡等离子体发生电源系统,电源系统采用介质阻挡放电串联谐振和谐振电流过零电子开关软关断等技术。通过一系列实验室和现场工程试验,获得了谐振电流过零、启动过程、变负载自适应运行等电源运行特性和稳定工作条件。进行了输出功率20—30kW长期工业运行、最大输出功率约80kW的工业试验,工作功率冗容达到100kW级水平,电源工作状态稳定,运行安全可靠,实现适用介质阻挡放电的百千瓦级电源的工业应用。     

空气放电等离子体助燃激励器的动力学机理

为了研究空气放电等离子体助燃激励器介质阻挡放电(DBD)的动力学机理从而完善等离子体助燃理论,通过对能量传递方程、组分粒子浓度方程以及Boatman方程进行耦合,建立了等离子体动力学模型,利用动力学模型对不同放电时间、放电频率条件下氮系粒子浓度和氧系粒子浓度的变化规律进行了研究。结果表明:在等离子体的演化过程中,由于不同活性粒子产生与消亡的机理不同,所以不同活性粒子的粒子浓度在放电过程中随放电时间与放电频率的发展而呈现出不同的变化趋势;对于衰减迅速的粒子,放电时间与放电频率的增大对粒子浓度几乎无影响,而对于N、O3等衰减较慢的粒子,其粒子浓度最大值会随放电时间与放电频率的增加而增大。     

介质材料对NS-DBD等离子体除冰特性影响的实验研究

为了研究介质材料的种类和厚度对等离子体除冰特性的影响规律,在无来流条件下进行了纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体激励除冰实验.使用示波器记录激励器放电过程中的电压电流波形,通过相机和红外热像仪分别记录了动态除冰过程与激励器表面温度分布.结果 表明,放电电流峰峰值、放电功率及激励器表面平均温度都与介质层的介电常数呈正相关,与介...     

介质阻挡放电和介质阻挡电晕放电的特性比较

研究了平板-平板电极和线-管电极两种电极结构的放电特性,通过测量电压-电流波形图及放电发光图比较了它们的区别,并从放电机理角度对试验结果做出了解释。结果表明,平板-平板电极介质阻挡放电表现为微放电脉冲形式,而线-管电极结构介质阻挡电晕放电由于线电极的电晕效应,使得放电更为稳定。     

等离子体助燃激励器介质阻挡放电发射光谱分析

为了研究激发粒子的演化规律,优化等离子体助燃参数,在不同的电极形状、电极间隙、气体流量、放电电压条件下,对介质阻挡放电的发射光谱进行了实验测量与分析。研究发现:网形电极结构的激励器光谱最强,王形次之,条形最低;随着电极距离的增大,发射光谱强度呈现先慢后快的下降趋势;工作介质流量有一个最佳值,为60 g/s;随着驱动电压或频率的增加,微放电通道增多,放电增强,发射谱线强度增强。     

介质阻挡放电和介质阻挡电晕放电的特性比较

研究了平板-平板电极和线-管电极两种电极结构的放电特性,通过测量电压-电流波形图及放电发光图比较了它们的区别,并从放电机理角度对试验结果做出了解释。结果表明,平板-平板电极介质阻挡放电表现为微放电脉冲形式,而线-管电极结构介质阻挡电晕放电由于线电极的电晕效应,使得放电更为稳定。     

介质阻挡放电等离子体发生器的负载特性

为解决介质阻挡放电(DBD)等离子体发生器和电源的匹配问题,设计了DBD等离子体发生器,分析了它的伏安特性和放电功率,验证了临界放电频率对放电伏安特性的影响以及提高放电功率的方法。研究不同频率下功率因数和放电峰值电压的变化关系的结果表明:①高频放电易形成均匀稳定的微放电;②在发生器结构、工作气体属性及电气参数确定的前提下,发生器的最大功率因数及最佳峰值电压随放电频率的不同而发生相应变化。     

介质阻挡放电中氧原子的数值模拟

由于介质阻挡放电具有许多独特的性质,已被广泛地应用于等离子体化学、环境工程及材料表面处理等诸多领域。为了对其进行更好的研究与应用,笔者根据介质阻挡放电中的不同能量传递过程,建立了一个包括电子碰撞激发、离解、电离,吸附和解吸,复合以及中性粒子参与的反应等过程的N2-O2介质阻挡放电化学反应动力学模型,并通过求解Boltzmann方程,得到电子能量分布函数,进而通过计算获得了电子—分子碰撞的反应速率系数。代入速率方程,获得了系统中各组分粒子数浓度随时间的变化规律。结果表明:O、O3以及N2和O2分子激发态的粒子数浓度随时间先增加后减小,最后趋于一定值;O原子粒子数浓度受N2激发态分子的影响较大;O原子粒子数浓度随O2体积分数的降低而增加。     

不同介质下纳秒脉冲介质阻挡放电特性对比

介质阻挡材料是影响介质阻挡放电的一个重要因素。为此,采用聚四氟乙烯、K9玻璃和环氧分别作为介质阻挡材料,研究了介质阻挡层厚度、气隙距离、施加脉冲电压幅值、重复频率对放电特性的影响,并对结果进行了对比分析。实验结果表明,阻挡材料的介电常数越大,越容易产生强烈的放电;玻璃为阻挡介质时,能够保持均匀放电的允许介质厚度范围最大,但漏电也最为严重;聚四氟乙烯为阻挡介质时,能够保持均匀放电的允许频率范围最大;环氧为阻挡介质时,能够保持均匀放电的允许电压范围最大。     

沿面/体介质阻挡放电装置的放电及臭氧生成特性

相对于体介质阻挡放电(VDBD),沿面介质阻挡放电(SDBD)等离子体可以更高效地生成反应活性物质,在气体处理方面显示了较高的效率。但沿面放电仅沿介质表面发展,限制了放电等离子体装置处理气体的能力。文中设计了一种新型的沿面/体复合DBD装置,通过在垂直于沿面放电高压电极的上部增加体放电电极,用于扩展等离子体的空间分布并提高活性物质的产量,研究了电极构型、放电气隙、放电电压及气体体积流量等对装置的放电特性及臭氧生成的影响。在空气间隙为4.5mm,外加电压幅值为16kV时,SDBD放电功率为11.2W,VDBD放电功率为4.6 W,复合装置的放电功率为19.7 W;分别测量复合装置中的沿面放电和体放电功率发现,复合装置的沿面放电功较单一沿面放电装置的放电功率提高了1.1倍,而复合装置的体放电功率较单一体放电功率提高了1.9倍。臭氧测试结果表明,复合装置生成的臭氧质量浓度可达3.0 mg/L,分别是SDBD和VDBD的3.8倍和5.0倍。     

管状电极介质阻挡放电和介质阻挡电晕放电的研究

实验研究和比较了管-管电极DBD和线-管电极 DBCD的放电特性,并从放电机理角度分析了它们放电特性不同的原因。电压-电流波形图、电压-电荷李萨育图形测量和发光图像拍摄的结果表明:线-管电极DBCD相对均匀、稳定,不同于管-管电极DBD明显的丝状流注放电的形式; 在相同的外加电压下,线-管电极DBCD比管-管电极DBD 具有更高的能量效率。     

采用强电离放电生成高浓度氧活性粒子溶液

为优化氧活性粒子(ROS)在水中的生成条件,并为ROS溶液生成装置提供优化系统参数的依据,研究了ROS质量浓度在水温、pH值、O2给气体积流量、ROS投加体积质量,以及系统气压(混溶压力)等因素作用下的变化规律。实验中,气态ROS在强电离条件下通过介质阻挡放电生成,以O3计,通过O3检测仪测定其浓度;水中ROS质量浓度采用DPD分光光度法测定,用CRS来表示。实验结果表明:水温、pH值与CRS呈极显著负相关(相关系数P0.01),ROS投加体积质量与CRS呈极显著正相关(P0.01),O2给气体积流量与CRS无显著相关性(P0.05);CRS在水温分别为16℃与24.5℃之间、pH=6.5与pH=7.0之间、O2给气体积流量为2 L/min与3 L/min之间均为差异不显著(P0.05),其余各水温、pH值、O2给气体积流量之间均为差异显著(P0.05)或差异极显著(P0.01);较低混溶压力下CRS显著升高(P0.01),20~40 mg/L ROS投加体积质量下混溶压力与O2给气体积流量交互作用对CRS有显著影响(P0.01)。分析认为:低温或偏碱性的水体、较大的ROS投加体积质量、较低的混溶压力均有利于提高ROS溶液的质量浓度;水温在低温范围内的改变、水体pH值在偏酸性及偏碱性范围内的改变、O2给气体积流量在较大量输入范围内的变化均会导致CRS的显著变化;较高的ROS投加体积质量下,对ROS溶液质量浓度影响能力由大到小依次为系统气压O2给气体积流量系统气压与O2给气体积流量交互作用。