大气压氩气介质阻挡放电光谱

采用单色仪测量了大气压氩气介质阻挡放电(DBD)中的激发光谱,实验在300～800 nm的范围内测量了大气压氩气DBD的发射光谱,经分析发现,氩的发射谱线集中在690～800nm的范围内,且全部为氩原子的谱线.研究了这些谱线的强度随外加电压的变化,本工作的结果对大气压介质阻挡放电具有较重要参考价值.     

介质阻挡放电及其在聚合物表面刻蚀中的应用

介质阻挡放电(DBD)是在大气压条件下产生非平衡等离子体的一种常规技术,在许多方面有着广泛的应用.介绍了笔者自行研制的DBD装置,讨论了使用该装置所产生的常压低温等离子体对聚合物材料表面刻蚀处理后,材料上染率、粗糙化、润湿性、生物相容性和表面形貌等方面的变化.探讨了DBD在这些方面的应用前景.     

DBD固体燃料液化多相介质作用机理分析

针对介质阻挡放电(DBD)条件下的多相介质作用问题,从等离子体鞘层的特性分析着手,采用流体动力学方法,通过对一维鞘层的时空演化过程进行数值模拟,获得等离子体鞘层中离子速度、离子浓度、电子浓度、电位等参数的分布特性.数值模拟结果显示,在一定的电压下,粒子的速度是一定的;放电电压越高,粒子的速度越大,对应的能量越高.与固体燃料液化实验相对比,DBD放电可以提供气液固三相状态转变所需要的能量.根据不同反应的能量需求,通过控制放电电压,可以控制反应的进程,定制反应生成的产物,为DBD固体燃料液化实验提供理论依据.等离子体鞘层特性研究为分析DBD条件下的三相物质相互作用架起了桥梁,是分析DBD多相介质作用机理的一种有效的途径.     

用大气压下空气辉光放电对聚四氟乙烯进行表面改性

通过放电的电气特性测量和发光特性观察,界定了空气中大气压下辉光放电(APGD)和介质阻挡放电(DBD)的不同放电特点.用扫描电子显微镜(SEM)观察、接触角测量和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段,研究了空气中APGD和DBD对聚四氟乙烯(PTFE)表面进行改性的效果,并分析了APGD和DBD处理效果不同的原因.实验结果表明:PTFE表面经APGD和DBD处理后,其表面微观样貌和表面化学成分均发生变化,且APGD的处理效果优于DBD.APGD可以对PTFE表面进行更为均匀的处理,经APGD处理40s后,PTFE表面的w(O)从0增加到21%,表面的水接触角从118°下降到53°.     

大气压氩气介质阻挡均匀放电的数值模拟

通过建立一个自洽的一维等离子体流体模型,数值模拟了大气压下氩气介质阻挡均匀放电的放电过程,得到了各种等离子体参量在放电过程中的时空分布,研究了驱动频率对放电特性以及放电模式的影响.计算结果表明:随着驱动频率的增加,放电电流密度以及空间电荷密度不断增加,气隙电压在放电前后的变化量也随之增大,均匀放电模式从典型的大气压汤森放电(APTD)模式逐渐过渡到大气压辉光放电(APGD)模式.驱动电压的增长率以及空间剩余电荷是造成放电模式转变的主要因素.     

大气压等离子体作用于细胞产生电场效应的数值模拟研究

近年来,随着大气压等离子体技术的发展,等离子体医学作为新兴的交叉学科逐渐发展起来,大量实验研究表明,等离子体对生物组织会产生各种显著的效应,但人们始终缺乏对等离子体与生物组织相互作用内在机理的深入认识.本文从描述大气压等离子体的流体模型出发,耦合描述细胞电学特性的细胞介电模型,研究了正弦电压驱动的介质阻挡放电产生的大气压氦等离子体作用于细胞时,细胞中电场的分布与演化.计算结果表明,细胞膜电压占细胞总电压的主要部分,内膜电压远小于外模电压,肿瘤细胞的跨膜电压明显大于正常细胞的跨膜电压,且内膜电压只在放电过程中数值较大,而外膜电压则在放电后始终保持较大的数值.基于模拟结果,本文还讨论了放电参数对跨膜电压的影响.目前,有关等离子体医学的理论研究还较少,本文的计算将为研究大气压等离子体对细胞的电磁效应机理提供有益的探索.     

表面性质对介质阻挡放电的影响

为了分析介质阻挡放电(DBD)中表面性质改变对气体放电的影响,实验研究了大气压介质阻挡放电介质表面覆盖或不覆盖金属膜时的放电特性,观测了放电丝时空演化行为. 结果表明,未覆盖金属膜的DBD是典型的丝状放电,而覆盖金属膜后DBD放电丝数目锐减而且随时间缓慢游动. 金属膜使介质表面等电位化,电荷表面自由移动使得放电空间只存在少数的放电丝;空间电场梯度减小以及局域热作用导致的自禁止效应使得放电丝在空间中连续随机运动.     

等离子体激励改善高升力机翼气动特性的仿真

为探索大迎角下介质阻挡放电(DBD)对高升力机翼的作用机理,采用体积力模型和Eddy Viscosity Transport Equation全湍流模型耦合进行DBD激励改善其气动特性的模拟仿真研究。在来流速度45 m/s条件下,对比实验数据与仿真模型,验证了仿真模型的正确性;并采用该模型分析了机翼弦向、展向的2组截面流线图。结果表明:DBD激励位于机翼前缘能很好地提高高升力机翼大迎角气动特性,显著改善上翼面涡结构,促进分离流附体;可将机翼最大升力系数提高11.1%,失速迎角推迟2°,且随迎角增大,流动控制效果逐渐减弱直到消失。     

大气压多脉冲介质阻挡均匀放电的数值模拟

为了进一步明确大气压多脉冲辉光放电的形成机理,采用扩展的一维等离子体流体模型数值研究了大气压多脉冲介质阻挡均匀放电的放电特性.该模型增加了电子能量守恒方程,考虑了电子温度对电子输运系数的影响.结果表明大气压氦气多脉冲放电中的每个电流脉冲都处于汤森放电模式,上一次放电为下一次放电提供了种子电子,导致了后面的击穿电压依次降低,放电电流脉冲依次减小.随着驱动频率的增加,电流脉冲个数减少,但是脉冲电流大小增加.随着驱动电压幅值的增加,不仅电流脉冲个数增加,脉冲大小也增加,模拟结果与实验结果定量吻合.     

温排水数值模拟软件综述

随着计算机技术的发展,温排水数值模拟研究也在不断深入。对温排水数值模拟领域常用的商业软件FLUENT、MIKE21以及DELFT3D进行了简要介绍,对各自模型的优缺点及适用范围进行了分析研究,并对今后的温排水数值模拟的发展趋势提出了一些看法。     

介质阻挡放电功率测量及各参量变化规律

通过建立介质阻挡放电试验系统,采用Q-V Lissajous图形法研究了激励电压V、激励频率.f对介质阻挡放电电学参量的影响.试验结果表明:提高V,f可有效提高介质阻挡放电的放电功率P、电荷传输量Q;当介质阻挡放电装置结构参数确定后,V,f对等效总电容C的影响不大,电介质层等效电容Cd随V,f的增大而增大,放电气隙等效电容Vg随V,f的增大而略有下降;气隙有效电场强度Eg随V的升高而增大,f对Eg的影响不大;该介质阻挡放电产生的平均电子能量较高,可用于臭氧发生器等设备.     

介质阻挡放电脱除气态环己酮的研究

利用介质阻挡放电反应器进行了脱除挥发性有机物废气——环己酮的研究.通过改变极间电压,所加频率等条件,考察这些因素对环己酮脱除率的影响.通过研究发现:环己酮的脱除率随着极间电压,所加频率的升高而增加.当环己酮初始浓度为100 mL/m3,极间电压9 000 V时,环己酮的脱除率达到92.7%,证明介质阻挡放电对于流动态中的环己酮有很好的脱除效果.同时通过对反应过程中发射光谱的观察,对介质阻挡放电等离子体脱除环己酮的机理进行了初步的探讨.     

介质阻挡放电中的表面电荷

在介质阻挡放电中,计算不同的放电间隙,气压,介电常数和介质厚度等放电条件下的表面电荷量,在VD和SD两种情况下分别进行测量,比较实验和计算结果,并讨论其机理。     

DBD对稻谷杀菌效果及生理参数的影响

DBD处理技术对稻谷的表面细菌杀灭效果很好，有效地降低了稻谷变质的可能性。DBD处理的时间与处理的电压对稻谷表面细菌杀灭率影响较大。处理间隙为8mm时，处理时间为60s，电压为25KV时，处理效果最好，杀菌率可达99％。从稻谷生理参数的测量上可以看出，DBD对稻谷的生理参数的影响较小。     

常压低温等离子体灭菌实验研究

利用介质阻挡放电(DBD)开展了常压低温等离于体灭菌的实验研究.探讨了细菌种类、细菌裁片和放电气体对灭菌效果的影响.实验结果显示,DBD等离子体能在短时间内杀灭细菌,具有比常规灭菌技术更高的灭菌效率.另外,O2等离子体能在12 s内杀死所有大肠杆菌,远快于N2和Ar等离子体.表明在灭菌过程中占据主导地位的是活性物质O2,而不是紫外辐射.     

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.     

负载谐振式臭氧电源的微分-差分方程模型

为描述介质阻挡放电型臭氧发生器电路的实际工作过程,在分析一种移相全桥脉宽调制下串联负载谐振电源供电的臭氧发生器电路的基础上,提出了采用微分-差分方程来描述电路的工作过程,并给出了电路可能的工作轨迹.通过实验验证了用微分-差分方程来描述DBD电路的正确性.该方法不仅能描述电路的稳态工作而且能描述电路的动态工作过程.     

Improving the Interfacial Mechanical Property of Fiber Reinforced Cement with Dielectric Barrier Discharge 1:The Pul - out Test

The effect of dielectric barrier discharge(DBD)on the interfacial mechanical property of polypropylene fiber reinforced cement is investigated with the aid of single fiber pull out test.The result shows that the DBD treatment improved the adhesion between the PP fiber and the surrounding cement matrix considerably without serious aging.Keywords:dielectric barrier discharge,single fiber pull-out test.     

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.