不同级联方式的多级沿面介质阻挡等离子体激励器的放电和反推力特性

为研究不同级联方式下,多级沿面介质阻挡等离子体激励器的放电和反推力特性的不同,基于典型的沿面介质阻挡等离子体激励器结构,开展了单级、两级并联和两级串联激励器在静止大气环境下的放电实验和天平测力实验。实验中,激励器的驱动电压波形为正弦波,频率为1~3 kHz。通过高压探头和电子天平分别测得激励器工作的电流、电压信号和其产生的反推力,基于Lissajous图分析了激励器的放电功率。最后,从伏安特性、放电功率、反推力和放电辉光等方面对实验结果进行了对比分析,获得以下结论:在同样的驱动电压参数下,两级并联激励器的放电电流、放电功率和反推力均相对最大,两级串联激励器的则相对最小,单级激励器居中。在工作模式方面,两级并联激励器的每级承载电压相同,相互独立,放电同步,但存在逆向放电;两级串联激励器的每级间存在强耦合,承载电压不同,放电不同步,接高压端级放电优先,近接地级放电迟缓,由于等势体的存在,不存在逆向放电。     

大气压沿面介质阻挡放电等离子体激励器流动控制特性综述

主要针对大气压沿面介质阻挡放电(surface dielectric barrier discharge,SDBD)的电特性和机械特性,综合概述了交流高压驱动条件下典型的单个板-板结构的SDBD等离子体激励器在气流控制领域中的研究进展.文中仅给出了周围没有气流情况下SDBD等离子体激励器的研究结果.首先总结了SDBD的放电电流、等离子体的扩展及其形态等主要特征,然后给出了时间平均的电流体动力(Electro-hydro-dynamic,EHD)和离子风速度的测量情况,最后总结了EHD力和离子风速度的时间分辨测量的最新研究进展.研究结果显示,单个SDBD等离子体激励器产生的平均EHD力和离子风速分别可高达1 m N/W和7 m/s,类辉光放电对推力和离子风的产生起主导作用.     

高斯电压驱动大气压氩气介质阻挡放电的特性研究

本文采用一维自洽流体模型理论研究了高斯电压驱动下大气压氩气介质阻挡放电的放电特性.在特定的频率、振幅和气隙间隔条件下,得到了气隙电压和放电电流随时间的变化关系,以及放电气隙中电子、离子和电场的空间分布特征.模拟结果表明,高斯电压驱动下的大气压氩气介质阻挡放电是一个多电流脉冲放电,存在两种放电模式:汤森模式和辉光模式.在每半个放电周期内,放电经历一个在汤森模式与辉光模式之间的转变过程,气隙空间电荷和介质表面电荷是造成放电模式转变的主要因素.此外,下降沿残余电流峰的出现,是源于上升沿放电残留了大量的空间电荷.上述仿真结果为等离子体在材料表面处理、污染治理,以及生物医学等领域中电压激励源的设计提供了新的思路.     

大气压下介质阻挡放电等离子体诱导起始涡的实验研究

对介质阻挡放电等离子体激励器进行了参数化分析,考察了诱导速度和功率随信号波形、激励电压、信号频率、电极间距等参数变化的规律,同时采用流场显示方法和PIV技术研究等离子体在静止流场中诱导的涡系结构生长和演化过程.结果表明,等离子体通过诱导产生的起始涡存在3种主要的涡系结构,即裸露电极下游的主涡、裸露电极上游的反向涡以及主涡侧下方的二次诱导涡.进一步分析了主涡和反向涡的产生和发展过程,通过和激励器放电电流波形及放电图像的对比分析,揭示了起始涡的产生机理,同时也证实了介质阻挡放电等离子体产生诱导气流机理的正确性.     

介质材料对大气压沿面介质阻挡放电等离子体激励器产生的最大离子风速的影响

对两种不同介质材料的介质阻挡放电等离子体激励器在不同峰峰值电压下所诱导的最大离子风速分别进行了测量.实验结果表明,当峰值电压较低时,介质板介电常数较低的激励器所诱导的最大风速要小于介质板介电常数较高的激励器诱导的最大风速,但随着峰值电压的继续增大,具有低介电常数的激励器所诱导的最大风速较大.这主要是因为低介电常数能够显著提高最大可施加电压而不会导致流光放电的产生.     

锥齿形电极介质阻挡放电特性的研究

提出一种用于流体等离子体化学反应的锥齿形介质阻挡放电电极结构,并从放电形貌、放电电流波形和功率注入效率等方面,探讨了锥齿形放电电极结构在等离子体形成区域,放电强度,等离子体区域流体分布等方面的特性.实验结果表明,在相同放电条件下,锥齿形放电电极结构的微放电电流峰值及注入功率都比平板形电极结构的大,锥齿形电极介质阻挡放电电极结构更有利于流体物质的等离子体化学反应.     

测量介质阻挡放电功率的一种新方法

为了解决传统的用于测量介质阻挡放电功率消耗的功率表达，高压侧电流电压测量法,q-V轨迹Lissajous图形法等在准确性，方便性，实用性等方面所存在的问题，并真实地反映放电装置消耗的功率，对介质阻挡放电装置等效电路及传统测量方法的分析比较及实验验证，认为应用高压电桥Lissajous图法测量介质阻挡放电功率消耗是一种更加精确，方便，可靠，实用的方法。     

介质阻挡放电时间对放电光电特性的影响

在介质阻挡放电过程中，由于离子对电极表面不断轰击产生热量，电极温度会有所升高，放电光电特性也会随之变化.通过改变外加电压和等离子体放电时间发现，电极温度随着外加电压的增加和等离子体放电时间的延长而增加，并且高压电极的温度比接地电极的温度增加得更快.延长等离子体放电时间发现，输入功率、放电脉冲数目和光谱谱线相对强度都在上升，电流峰值却在下降.所得研究结果为今后介质阻挡放电光电特性研究提供了时间上的参考性，具有重要的研究意义.     

不同结构介质阻挡放电的放电特性

研究了在大气压氮气流中、不同激励电源电压条件下，具有单、双两种电介质层结构的介质阻挡放电装置的放电特性，利用CCD影像技术和放电电压-电流波形进行了分析和讨论。结果表明，无论是哪种结构的介质阻挡放电，在大气压、氮气条件下微放电是介质阻挡放电等离子体的本质，在通常条件下观察到的大气压窄间隙介质阻挡放电等离子体均匀而强烈的放电形貌实际上是放电集体作用的结果。     

四电极装置产生片状氩气等离子体羽的特性

利用四电极结构的介质阻挡放电(DBD)装置,在大气压环境中,产生了一个弥散的氩气等离子体羽.结果 表明:随着交流电压峰值和氩气流量的增大,等离子体羽的长度变长,且在此过程中氩原子谱线强度也增大.电压电流波形表明放电既可以出现在电压的上升沿也可以出现在其下降沿.利用高速摄像不断缩短曝光时间,发现正负放电存在明显差别.正放...     

大气压下针状电极电晕放电静电消除效果实测与特性研究

为了研究高压静电消电效果和静电防护有效性,采用离子化测试方法,对影响大气压下针状电极电晕放电的电压、频率、消电距离、电极间隙、平衡电压等因素进行了系统测试与分析.结果表明,交流高压电晕放电在频率[1.8 kHz,2.0 kHz]区间内具有最佳消电效果;直流和脉冲高压电晕消电具有明显逆带电现象,且消电效果随电压升高、消电距离减小而提高.      

介质阻挡放电的气体参量和电学参量

在10kHz频率级上，用李萨茹图形法测量了介质阻挡放电连续处理装置的放电功率；分析了低频介质阻挡放电的电压分布；研究了氩气以及氩气分别与氮气、氢气和氧气混合后的气体成分、气流量对放电效果的影响；系统测量分析了气体放电时的最大转变电压以及相应的极板充电电流、放电功率和功率密度随气隙厚度的变化。     

介质阻挡放电与介质阻挡电晕放电用于空气脱硫的比较

采用同轴管状反应器产生介质阻挡放电,采用同轴线管反应器产生局部电晕放电及介质阻挡电晕放电,研究介质阻挡放电与介质阻挡电晕放电在放电特性与脱硫能耗上的差异.根据V qLissajous图形计算了放电功率、气隙电压及电场强度分布.研究结果表明,相同外施电压下同轴管状反应器比同轴线管反应器具有更高的放电电流,同轴线管反应器中脱除SO2的能量利用率可达31g/kW·h,而在同轴管状反应器中能量利用率可达39g/kW·h.根据气隙放电时电场强度的分布解释了脱硫能量利用率的变化.     

气-液两相高压脉冲介质阻挡放电降解罗丹明B

在气-液两相混合物中进行高压脉冲介质阻挡放电产生非平衡等离子体,以罗丹明B水溶液为模拟废水处理对象,考察了不同因素对降解效果的影响.实验结果表明：提高脉冲电压峰值和脉冲频率及延长放电时间均可提高罗丹明B的去除率;溶液初始pH值的提高,对于降解效率影响不大;溶液初始质量浓度提高时,罗丹明B的降解率（百分比）降低,但是降解...     

锯齿波电压下介质阻挡放电特性

采用特殊的水电极介质阻挡放电系统,研究了外加电压的波形为锯齿波时对称性对大气压氩气放电的影响,发现对称性的降低引起了相邻2次放电时间间隔的长短交替,并从正弦波的放电方程出发,得到锯齿波形驱动下的放电方程.     

气体放电中几种四边形斑图的发光特性

采用双水电极装置,在大气压下介质阻挡放电系统中得到了3种不同的四边形斑图,为了明析它们的区别,对其中放电单元的发光特性进行了研究.结果表明:随着电压的升高,构成斑图的放电单元面积变大,其光信号经历了每电压半周期1次到2次再到多次的变化过程.分析表明,壁电荷在其中起到了重要的作用.     

针-板式流光放电结合脉冲电源降解甲苯

放电等离子反应器的结构与高压电源的匹配对于VOCs的降解产生重要影响.采用针-板式反应器并引入脉冲高压和交流高压,采用3种不同电极形状(锥形、圆台、扁平)对甲苯的降解特性进行了实验研究.结果发现:脉冲电源可以提高电极间的击穿电压,并使流光放电更加稳定,产生瞬间高能粒子,从而提高甲苯的脱除效率;不同的电极形状对放电特性及降解率产生影响,圆台形电极获得最大的甲苯降解率和降解效率.     

电荷沉积对大气压介质阻挡放电特性的影响

采用CCD影像法对大气压介质阻挡放电电荷沉积效应进行了实验研究.结果表明,沉积电荷是由微流光放电产生的,由沉积电荷构成的界面域等离子体会受激励电压、激励频率、DBD结构等因素影响;沉积在电介质表面的电荷主要是能量较高的电子,它们显著地影响着等离子体化学过程;窄间隙、薄电介质层结构、高频激励以及优良的电介质材料可以有效地增强界面域效应,进而提高了DBD反应器的性能.     

相同放电面积不同边界介质阻挡放电

利用对介质阻挡放电装置,在放电电极上覆盖上相同面积不同边界的绝缘介质,观察它的放电的特性,对其放电模式及放电产生的等离子体重要参数电子激发温度进行了记录与计算.实验结果表明:由于放电具有相同的面积,导致间隙间的电容值相同,所以导致击穿电压、放电的模式、放电产生等离子体中的电子激发温度基本相同.     

水蒸气对介质阻挡放电的影响

利用同轴电极放电装置研究了水蒸气对介质阻挡放电(DBD)特性的影响,比较了以纯氩气和伴有水蒸气的氩气作为实验气体时其电学和光学性质的区别.结果表明:当向反应发生器中通入少量水蒸气时,击穿电压明显升高,并且放电电流略有增加;比较2种情况光谱发现离子与原子谱线强度明显增强.