非平衡等離子體是一種部分電離的氣體,其具有明顯的非熱力學(xué)平衡特性,電子溫度高達1-10 eV,可以很容易的打破化學(xué)鍵促進反應(yīng)的進行,而氣體溫度整體保持在室溫,有效地降低了化學(xué)反應(yīng)進程中熱量的損失,為實現(xiàn)常溫常壓下甲烷重整提供了一種新的途徑。其中,介質(zhì)阻擋放電裝置簡單,適合于在較大空間長時間工作;滑動弧放電兼具熱等離子體和冷等離子體特性,具有較高的電子溫度和電子密度,同時對化學(xué)反應(yīng)有較好的選擇性,因此這兩種放電形式在甲烷重整領(lǐng)域受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。為了進一步提高甲烷重整的效果,對兩種非平衡等離子體的特性進行對比分析是十分必要的。為此,本課題搭建了同軸圓筒介質(zhì)阻擋放電裝置以及旋轉(zhuǎn)滑動弧放電裝置,通過對比實驗,分別考察了兩種放電方式的電學(xué)特性以及等離子體特性,并在此實驗基礎(chǔ)上進行了甲烷重整的實驗研究。具體結(jié)果如下:（1）同軸圓筒介質(zhì)阻擋放電（DBD）和旋轉(zhuǎn)滑動弧放電為兩種氣體放電方式,電學(xué)特性差異明顯。高頻交流電源驅(qū)動的同軸圓筒DBD在正、負半周期內(nèi)均產(chǎn)生大量脈沖電流,介質(zhì)電容的存在限制了放電空間電流的自由增長,電流脈沖的峰值約為150mA。旋轉(zhuǎn)滑動弧放電采用內(nèi)電極為錐形螺旋絲、外電... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.緒論
    1.1 研究背景
    1.2 非平衡等離子體技術(shù)
        1.2.1 非平衡等離子體概述
        1.2.2 介質(zhì)阻擋放電等離子體
        1.2.3 旋轉(zhuǎn)滑動弧放電等離子體
    1.3 非平衡等離子體重整甲烷研究進展
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
2 實驗裝置及分析方法
    2.1 非平衡等離子體發(fā)生裝置及實驗系統(tǒng)
        2.1.1 同軸圓筒介質(zhì)阻擋放電發(fā)生裝置
        2.1.2 旋轉(zhuǎn)滑動弧放電發(fā)生裝置
        2.1.3 實驗系統(tǒng)及所用儀器
    2.2 實驗參數(shù)的計算
        2.2.1 電壓-電荷Lissajous圖形法
        2.2.2 快速傅里葉變換(FFT)
        2.2.3 氣體產(chǎn)物計算方法
3 非平衡等離子體電學(xué)特性研究
    3.1 放電伏安特性分析
        3.1.1 同軸圓筒介質(zhì)阻擋放電伏安特性
        3.1.2 旋轉(zhuǎn)滑動弧放電伏安特性
    3.2 電氣參數(shù)對電學(xué)特性的影響
        3.2.1 電氣參數(shù)對同軸圓筒介質(zhì)阻擋放電電學(xué)特性的影響
        3.2.2 電氣參數(shù)對旋轉(zhuǎn)滑動弧放電電學(xué)特性的影響
    3.3 氣體參數(shù)對電學(xué)特性的影響
        3.3.1 氣體參數(shù)對同軸圓筒介質(zhì)阻擋放電電學(xué)特性的影響
        3.3.2 氣體參數(shù)對旋轉(zhuǎn)滑動弧放電電學(xué)特性的影響
    3.4 兩種非平衡等離子體電學(xué)特性對比分析
    3.5 本章小結(jié)
4 非平衡等離子體特性研究
    4.1 非平衡等離子體放電模式
        4.1.1 同軸圓筒介質(zhì)阻擋放電模式
        4.1.2 旋轉(zhuǎn)滑動弧放電模式
    4.2 非平衡等離子體放電裝置溫度分布
        4.2.1 同軸圓筒介質(zhì)阻擋放電等離子體放電裝置溫度分布
        4.2.2 旋轉(zhuǎn)滑動弧放電等離子體放電裝置溫度分布
    4.3 非平衡等離子體發(fā)射光譜分析
        4.3.1 同軸圓筒介質(zhì)阻擋放電等離子體發(fā)射光譜分析
        4.3.2 旋轉(zhuǎn)滑動弧放電等離子體發(fā)射光譜分析
    4.4 兩種非平衡等離子體特性對比分析
    4.5 本章小結(jié)
5 非平衡等離子體促進甲烷重整研究
    5.1 同軸圓筒介質(zhì)阻擋放電促進甲烷重整的實驗研究
        5.1.1 放電電壓對重整效果的影響
        5.1.2 CH_4含量對重整效果的影響
        5.1.3 氣體流速對重整效果的影響
    5.2 旋轉(zhuǎn)滑動弧放電促進甲烷重整的實驗研究
        5.2.1 放電電壓對重整效果的影響
        5.2.2 CH_4含量對重整效果的影響
        5.2.3 氣體流速對重整效果的影響
    5.3 兩種非平衡等離子體促進甲烷重整效果的對比分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]Experimental study of rotating gliding arc discharge plasma-assisted combustion in an aero-engine combustion chamber[J]. Liming HE,Yi CHEN,Jun DENG,Jianping LEI,Li FEI,Pengfei LIU.  Chinese Journal of Aeronautics. 2019(02)
[4]旋轉(zhuǎn)滑動弧降解垃圾氣化焦油組分中的萘[J]. 顏欣,李曉東,朱鳳森,孔相植,嚴建華.  化工進展. 2018(03)
[5]能源轉(zhuǎn)型背景下的儲能技術(shù)發(fā)展前景[J]. 劉冠偉.  中外能源. 2017(12)
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碩士論文
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[2]介質(zhì)阻擋放電均勻性及模式轉(zhuǎn)變研究[D]. 楊富翔.大連理工大學(xué) 2016
[3]滑動弧放電等離子體重整燃料制氫實驗研究[D]. 顏士鑫.浙江大學(xué) 2011
[4]直流電暈放電OH自由基發(fā)射光譜研究[D]. 鄭維.大連理工大學(xué) 2007
[5]O2中α型射頻放電的理論研究[D]. 何凡.華中科技大學(xué) 2007



本文編號：3431393