介质阻挡放电型臭氧发生器负载特性研究

在假定负载外加电压为正弦波的条件下，根据介质阻挡放电的特点，对介质阻挡放电型臭氧发生器的负载特性进行了分析。对放电过程的放电开始时间、负载电压和电流的关系以及功耗等进行了定量计算，得出了它们与负载外加电压的幅值和频率之间的非线性关系。根据外加电压在负载上产生的平均电流推导出负载等效电容与外加电压幅值的关系，外加电压的幅值或频率越高，放电过程的功耗越大。     

壁电荷电场对介质阻挡放电时空特性的影响

通过对介质阻挡放电中壁电荷电场强度、电势以及静电能的分析,说明了实验获得的正方结构斑图的稳定性。     

填充床介质阻挡放电协同催化降解气态苯的研究

利用介质阻挡放电产生的非平衡等离子体对气态苯的降解进行了实验研究.实验选用同轴圆筒式的填充床反应器,填充床内填充直径为3 mm的玻璃珠.实验采用的催化剂分别为负载量为8%的Mn/γ-Al2O3、Fe/γ-Al2O3、Co/γ-Al2O3催化剂.气体首先由反应器上方进入,通过石英玻璃管内侧放电区域,流经填充床放电区域后排出.实验分别考查了有无玻璃珠、苯初始体积分数及催化剂对苯降解效果的影响.在本实验中,玻璃珠的填充对苯的降解有促进作用.随着苯初始体积分数的增大,苯的降解效率逐渐降低.3种金属催化剂对苯的催化性能依次为:Mn>Co>Fe.     

电源特性对脉冲介质阻挡放电NO净化的影响

利用反应动力学模拟开展了电源特性对脉冲介质阻挡放电条件下NOx净化脱除规律的影响研究,对高能电子参与的N2、O2和O的电离解速率常数采用碰撞反应截面方法求取,并通过数值模拟获得了反应器内活性基元、NO及其副产物随时间的变化规律．模拟结果表明动力学模型较好地反映了活性基团浓度的脉冲变化趋势,电源特性对NO的脱除具有明显的影响,提高纳秒级脉冲峰宽及电源脉冲放电频率,均可以有效改善NO的净化效果,这些结果对等离子体氮氧化物净化装置的优化有一定的指导作用．     

基于高频臭氧发生器介质阻挡放电特性研究

为了实现高频臭氧电源与臭氧发生器阻抗匹配问题,采用Q-V Lissajous图形法研究了电源电压幅值和频率对介质阻挡放电(DBD)的放电功率、等效电容等放电参量的影响.试验结果表明,增大外加电源电压幅值和激励频率,放电强度增强,放电功率增大;随着电源电压和频率增大,放电管总等效电容C在1.350～1.356 nF内变化,电介质等效电容Cd增大,放电间隙等效电容Cg减小.     

介质阻挡放电协同催化对空气中苯的降解

为提高介质阻挡放电技术对空气中苯的去除效率,降低尾气中的残余有害气体的含量,采用等离子体结合二氧化锰或氧化铜／二氧化锰催化剂的方法．采用水热法和浸渍法分别合成了二氧化锰和氧化铜／二氧化锰催化剂,通过气相色谱仪和碘量滴定法测定了尾气中苯、二氧化碳、一氧化碳和臭氧的含量,研究了苯氧化降解过程等离子体与催化剂协同效应．结果表明,当不加催化剂时,随放电功率增加,苯的降解率可达68．2％,臭氧体积分数上升至595×10^-5,二氧化碳的选择比为51．9％;采用氧化铜／二氧化锰催化剂对尾气中臭氧和一氧化碳降解最好,尾气中的臭氧降低为108×10^-6,同时二氧化碳选择比提高至94．2％．     

脉冲电流源作用下大气压介质阻挡放电的特性分析

针对目前研究人员主要是对正弦电压或脉冲电压下大气压介质阻挡放电 (Atmospheric Pressure Dielectric Barrier Discharge, APDBD)的特性进行分析以及少有研究人员对电流源作用下APDBD特性进行分析这一现状,以双极性脉冲电流激励下的氦气(He)型APDBD为研究对象,通过构建APDBD一维流体模型对APDBD的伏安–时间特性、氦离子(He⁺)与激发态的氦原子(He^*)的时空分布特征进行数值分析。结果表明：He⁺、He^*的数密度与外施电流幅值存在正相关性、与气隙宽度存在负相关性;气隙击穿电压与外施电流幅值呈负相关性、与气隙宽度呈正相关性;气隙宽度和外施电流幅值的增加都会使He^*密集区更分散。此外,还对APDBD的电气等效电路、气隙宽度的选择、电流幅值的设定、电流脉宽、电流上升时间及电源频率对APDBD特性的影响进行了讨论。     

介质阻挡放电处理苯胺废水的试验研究

用介质阻挡放电(DBD)产生的低温等离子体对含苯胺的废水进行了处理,研究了电极与溶液间距、输入功率、溶液初始pH值、无机阴离子(Cl-、SO24-、CO23-)和Fe2+等对苯胺降解的影响.试验结果表明,苯胺浓度为100mg/L时,电极距液面0mm苯胺处理效果最好,输入功率480W、反应10min时去除率达84.32%.苯胺降解率随输入功率和反应时间的增加而增加,弱酸和弱碱性条件下有利于苯胺的降解.NaCl、Na2SO4和Na2CO3对DBD降解苯胺有一定的协同作用,去除率最高可提高至94.52%.溶液中存在Fe2+时,可协助DBD提高对苯胺的去除,Fe2+为50mg/L时去除率最高可达98.03%.     

外磁场作用下的介质阻挡面放电研究

通过计算包含等效磁场的介质阻挡面放电漂移-扩散方程组,分析了磁场方向、磁感应强度对介质阻挡面放电下的电子浓度、离子浓度、放电稳定性以及等离子体体积力的影响,证明不同方向的磁场通过影响电子扩散对放电过程产生了膨化、压缩2种作用,提出了膨化磁场、压缩磁场概念。计算结果表明:外部磁场对离子扩散的影响较弱,没有明显改变等离子体静电场体积力的分布,与等离子体静电场力相比磁力基本可以忽略,且磁场使得介质阻挡面放电更容易失稳。     

同轴线管介质阻挡放电的数值模拟

为了研究同轴线管介质阻挡放电的特性,以一维流体力学模型为基础,利用三对角矩阵追赶法的Fortran编程,分别对一维电子、离子连续性方程、动量方程和电流连续性方程进行数值求解;不但得出放电电流和气体电压随时间的演化规律,还得到了电子、离子、亚稳态原子密度以及电场在放电空间的时空分布;并分析讨论所加电压频率、幅值以及介质材料等参数对同轴线管介质阻挡放电的影响．     

多层介质阻挡放电处理柴油机尾气颗粒物

研究柴油机尾气中颗粒物(PM)的排放特性,探讨多层介质阻挡放电(DBD)反应器中的反应单元及放电功率对PM的去除影响.研究发现,随着柴油机输出功率的增加,排气温度和尾气中PM粒子数密度都上升;随着反应单元的增加,柴油机尾气在DBD反应器中的停留时间增加,PM去除率呈增加趋势.当反应单元数为40时,PM去除率为88%;随着放电功率的增加,PM去除率增加,最大可达93%;粒径200nm以下的PM比粒径大于200nm的PM更加容易去除.     

利用Lissajous图形计算介质阻挡放电参数

利用电压电荷Lissajous图形,给出介质阻挡放电功率的表示.运用向量的矢量积求模,编写程序实现了介质阻挡放电功率的计算,并得出了放电过程中气隙电压值、电极间总电容及固体介质等效电容的值,根据实验分析了外加电压对介质阻挡放电参数的影响.     

Investigation of dielectric barrier discharge plasma flow control

Effects of plasma flow control are researched on the basis of plasma exciting flow experiments and numerical simulations. Turbulent model is more effective than laminar model in plasma numerical simulation as results showed. Both plasma exciting effects of acceleration and flow separation suppression are investigated through experiments carried on the flat plate and the compressor cascades. The results demonstrate that boundary layer characteristic is modified by plasma exciting. Distributions of total pressure and velocity in the wake are improved notably for 20 m/s coming velocity and the effect of plasma can still be observed while velocity is increased to 50 m/s. For low velocity flow, plasma exciting is effective in flow separation suppression. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50406027, 50676094)     

介质阻挡放电辅助甲烷蒸汽重整的动力学分析

为了发展可用于等离子辅助甲烷蒸汽重整的详细反应机理,采用数值模拟和实验研究相结合的方法,系统分析了停留时间、水蒸气/甲烷摩尔比及其反应温度对甲烷转化率和产物产量的影响规律。结合一组实验数据,发展和评估了等离子体辅助甲烷蒸汽重整的详细反应动力学机理。与实验结果对比表明:该动力学机理可以准确预测甲烷转化率及其各产物产量的变化趋势。路径流分析表明CH3基再结合是CH4转化为CO的主要限制步,O基是影响CO生成的关键组分。并列式协同催化实验中有效碳回收率达到100%,该结果初步证实了路径流分析结果的正确性。所做研究明确了等离子体催化甲烷重整的特性,为非平衡等离子体与催化剂协同催化甲烷蒸汽重整的机理研究奠定了基础。     

氩气介质阻挡放电中的六边形斑图和条纹斑图

采用水电极介质阻挡放电系统,在氩气中高于辉光放电电压的情况下观察到了稳定的六边形斑图及流动的条纹斑图,并利用其傅立叶频谱进行了分析。这种斑图是在均匀的辉光背景下产生的,为典型的图灵斑图。     

线板式脉冲电晕反应器放电特性研究

为了实现废气处理中低能耗与高处理效率问题，研究了气体流速、气体温度及反应器并联操作因素对线板式电晕反应器放电特性的影响.采用Blumlein 脉冲形成网络（BPFN）型窄脉冲高压电源，考察了这些操作因素对脉冲波形及电参数的影响，分析了并联反应器与脉冲电源的匹配关系，得出了反应器充电电压对峰值阻抗和电源能量效率的影响.结果表明:提高处理废气的流速可以有效的提高电源能量效率.一定范围内的温度改变对能量转换效率的影响不大.与单个电晕反应器相比，反应器并联后的电源最大能量转换效率从96%降为88%.     

高压脉冲气-液同步放电降解甲基红

实心、细直径的针灸针穿过曝气小孔中心轴线到达高压脉冲放电反应器反应室底部,在针的周围曝气,使针电极包围在气体氛围中,并把接地极板置于液面之上,形成气-液间歇式同步放电.实验表明,在一定条件下,液体内部,尤其是液面会有不同程度的能量聚积,从而导致液下放电电极针尖周围、液面和接地极板气层之间同步间歇式火花放电,并伴随不同程度的冲击波和强烈的紫外光.脉冲峰压的升高、电极距离的缩短、脉冲频率的加大致使甲基红的降解速率增加.在脉冲峰压为20 kV、电极距离为18 mm、脉冲频率为150 Hz条件下,放电30 min,甲基红的降解率约为99%.甲基红在高压脉冲反应器内的降解属于自由基反应,其分子结构的破坏源于偶氮键的破裂,主要的中间产物是对硝基-N,N-二甲基苯胺、甘油以及少量的对硝基苯酚和微量的甘氨酸-N-羧甲基.