【摘要】：介質(zhì)阻擋放電在臭氧合成、材料表面處理、環(huán)境保護(hù)、殺菌消毒和氣動(dòng)控制等領(lǐng)域得到廣泛了應(yīng)用。本文圍繞沿面介質(zhì)阻擋放電的阻抗特征進(jìn)行研究,分析了影響放電效果的作用因素,論文主要研究內(nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)了雙螺旋電極結(jié)構(gòu)的沿面型介質(zhì)阻擋放電發(fā)生器,利用Maxwell軟件建模,對(duì)其靜電場(chǎng)分布進(jìn)行了仿真,探究了激勵(lì)電壓幅值、介質(zhì)層厚度和電極間距等因素對(duì)于電場(chǎng)強(qiáng)度的影響,為優(yōu)化發(fā)生器結(jié)構(gòu)提供參考。(2)搭建了沿面介質(zhì)阻擋放電的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),研究了電源不同連接方式對(duì)于電壓電流波形的影響,指出了放電的不對(duì)稱性;通過測(cè)量不同外加電壓幅值和頻率下的伏安曲線和李薩如圖,研究了電壓幅值和頻率對(duì)于放電功率的影響。(3)提出了雙螺旋電極結(jié)構(gòu)的沿面介質(zhì)阻擋放電的Simulink動(dòng)態(tài)電路模型,對(duì)發(fā)生器加載阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的特性進(jìn)行了分析。實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果表明,阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的增加提升了電源的輸出電壓,有利于提高放電功率。(4)進(jìn)行了沿面介質(zhì)阻擋放電降解空氣污染物的應(yīng)用研究,結(jié)果表明該裝置對(duì)于PM2.5和甲醛均有明顯的去除效果,探究了PM2.5初始濃度和電壓幅值對(duì)于降解效率的影響。本工作提出的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)方法,有力地提升了沿面雙螺旋電極介質(zhì)阻擋放電的綜合性能。研究成果為促進(jìn)工程實(shí)用化提供了可行的技術(shù)解決方案,同時(shí)也可為同類裝置的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)方法提供有益借鑒。
【圖文】：

以懸掛在放電空間或者覆蓋在電極表面，在外加交流高壓作用下，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過氣體擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，電極間的氣體可以在常壓下被擊穿而形成放電。這種放電相對(duì)均勻、散漫和穩(wěn)定，屬于高氣壓下的低溫等離子體放電，由于其放電時(shí)聲音很小，又被稱為無聲放電[4]。介質(zhì)阻擋放電在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景，所使用的等離子體發(fā)生器結(jié)構(gòu)也不盡相同。根據(jù)電極結(jié)構(gòu)和電介質(zhì)放置位置的不同，常見的幾種結(jié)構(gòu)為：(1)平行板型介質(zhì)阻擋放電，其電極結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示，由于介質(zhì)層的存在，放電發(fā)生在平行板電極的氣隙間，是一種典型的體放電。這種發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，中間介質(zhì)層的存在能夠有效避免高壓電弧的產(chǎn)生，使氣體放電保持較為均勻和穩(wěn)定的狀態(tài)。圖1(a)中介質(zhì)層放在兩個(gè)電極的中間，可以在介質(zhì)層兩邊使用兩種不同氣體進(jìn)行放電反應(yīng)。圖 1(b)中介質(zhì)層覆蓋在其中一個(gè)電極表面，結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，可以用于臭氧的生成。圖 1(c)中兩個(gè)介質(zhì)層分別覆蓋在兩個(gè)電極表面，可以有效防止反應(yīng)氣體與電極發(fā)生反應(yīng)，可以用于材料的表面改性。

圖 1-2 同軸圓筒型介質(zhì)阻擋放電(3)螺旋型介質(zhì)阻擋放電，其高壓電極是彈簧狀的不銹鋼絲緊貼于圓筒型介質(zhì)層內(nèi)，接地電極為鋁箔，如圖 1.3 所示[5]。該結(jié)構(gòu)類似于同軸圓筒型介質(zhì)阻擋放電，可以用于臭氧產(chǎn)生和廢氣處理。圖 1-3 螺旋型介質(zhì)阻擋放電(4)沿面型介質(zhì)阻擋放電，其電極放置在介質(zhì)層的兩側(cè)，放電在電極附近的空間發(fā)，可以在常壓條件下在介質(zhì)層表面獲得較大面積的低溫等離子體[6]，其結(jié)構(gòu)如圖 1.4示。圖 4(a)中只有一對(duì)正面電極和背面電極，在兩個(gè)電極附近均會(huì)發(fā)生放電，放電
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O461.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郝玲艷;李清泉;畢曉甜;劉賓;;沿面介質(zhì)阻擋放電等離子體特性參數(shù)的仿真計(jì)算[J];高電壓技術(shù);2014年10期

2 芮魏;譚明典;張芳;丁文軍;;大氣顆粒物對(duì)健康的影響[J];中國科學(xué):生命科學(xué);2014年06期

3 張燕;尚中選;呂印定;顧彪;;阻抗匹配對(duì)大氣壓氮?dú)饨橘|(zhì)阻擋放電的影響[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào);2013年04期

4 姜慧;邵濤;車學(xué)科;章程;李文峰;嚴(yán)萍;;納秒脈沖表面放電等離子體影響因素的實(shí)驗(yàn)研究[J];高電壓技術(shù);2012年07期

5 潘俊;方志;;多脈沖均勻介質(zhì)阻擋放電特性的仿真及實(shí)驗(yàn)研究[J];高電壓技術(shù);2012年05期

6 李清泉;房新振;許光可;胡鵬飛;張遠(yuǎn)濤;;沿面型介質(zhì)阻擋放電的電氣特性[J];電工電能新技術(shù);2012年01期

7 王新新;;介質(zhì)阻擋放電及其應(yīng)用[J];高電壓技術(shù);2009年01期

8 吳江霞;蔡憶昔;趙衛(wèi)東;李小華;;低溫等離子體處理柴油機(jī)NO_x和PM試驗(yàn)研究[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2008年08期

9 董麗芳;李樹鋒;劉峰;劉富成;劉書華;范偉麗;;大氣壓氬氣介質(zhì)阻擋放電中的四邊形斑圖和六邊形斑圖[J];物理學(xué)報(bào);2006年01期

10 蔡憶昔;劉志楠;趙衛(wèi)東;李小華;;介質(zhì)阻擋放電特性及其影響因素[J];江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 郝玲艷;大氣壓沿面介質(zhì)阻擋放電等離子體特性研究[D];山東大學(xué);2016年

2 張燕;大氣壓均勻介質(zhì)阻擋放電的實(shí)驗(yàn)研究及其對(duì)丙綸無紡布的表面改性[D];大連理工大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 岳帥;沿面介質(zhì)阻擋放電裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化及供電研究[D];大連理工大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：2595234