水中大体积放电产生方法的研究

研究了一种脉冲电压下采用涂覆介质的球一环电极结构在水中产生多通道、辐射状、大体积流注放电的新方法.与以前方法相比,该方法能在较低电压幅值下在水中产生大体积放电.采用光学和电学手段,对流注放电通道的长度、数量、脉冲电压参数(如电压幅值和脉冲宽度)对放电的影响进行了研究.对电极介质涂覆条件下流注的产生与发展做出了理论解释.研究结果表明,水中放电的最大流注长度和通道起始点数均随脉冲电压幅值和脉冲宽度增加而增加.介质涂覆中局部电场的增强和微小缺陷的局部放电在水中形成气泡是水中流注放电起始的根本原因.     

静电放电电磁脉冲场对针板间隙流注放电的影响分析

为了分析自然环境下静电放电电磁脉冲场对针板间隙流注放电的影响,基于流体动力学理论,建立静电放电电磁脉冲场下流注放电模型,对大气压下10mm针板间隙流注放电过程进行了仿真,研究了静电电磁脉冲场对流注运动发展过程中电场与光子通量的影响,以及得到不同静电电磁脉冲场下流注放电间隙贯穿时间的变化规律。结果表明:无静电电磁脉冲场时,随着时间的推移流注不断向阴极发展,当流注头部靠近阴极时,流注头部电场强度逐渐增大,光子通量幅值亦迅速增长;通入静电电磁脉冲场后,相同时间内,电场向板极推进的速度明显加快,击穿电压阈值显著降低,随着静电放电输出电压的增加,流注贯穿间隙的时间逐渐减小。对于强电磁场环境下电子设备安全防护的研究具有参考意义。     

正脉冲电晕放电的数值研究

根据等离子体的流体方程提出了脉冲电晕放电中流注形成和传播的数学模型，导出了流注空间电荷电场的普遍积分表达式．用Ｆｌｕｘ－ＣｏｒｒｅｃｔｅｄＴｒａｎｓｐｏｒｔ（ＦＣＴ）算法，就实验中所用的超窄脉冲电压波形对该模型进行了数值求解，得到了带电粒子密度、电场和电子温度等参量沿流注发展轴线上的时空分布     

正脉冲电晕放电的数值研究

根据等离子体的流体方程提出了脉冲电晕放电中流注形成和传播的数学模型，导出了流注空间电荷电场的普遍积分表达式，用Ｆｌｕｘ－ＣｏｒｒｅｃｔｅｄＴｒａｎｓｏｐｏｒｔ（ＦＣＴ）算法，就实验中所用的超窄脉冲电压波形对该模型进行了数值求解，得到了带电粒子密度电场和电子温度等参量沿流注发展轴线上的时空分布。     

水中高压脉冲放电诱导产生过氧化氢的初步研究

为了考察水中高压脉冲放电降解有机物的基本机理,采用针-板电极研究了水中高压脉中放电产生过氧化氢的过程,探讨了不同放电条件下过氧化氢的产量,分析了过氧化氢的产生机理以及能量的利用效率.随着放电电压的升高、电极间距的减小和溶液电导率的降低,水中的过氧化氢产量增加.在放电电压为40kV,电极间距为2.0 cm,电导率为2.0μs/cm的情况下,放电80 min后水中的过氧化氢浓度可以达到0.895mmol/L.低电压、低电导率以及小的电机间距有利于提高单位电量过氧化氢的产率.电压为20 kV,电极间距为2.0 cm,电导率为2.0 μs/cm时,过氧化氢的产率为21.24mmol/(kW·h).放电过程引起了溶液本身的一些变化,包括pH值的降低和温度的升高.温度的升高以及能量效率的研究表明,放电中的一部分能量变成热量散失.pH值的降低表明过氧化氢的生成来自于放电而不是电解.     

水中脉冲高压放电诱导产生H_2O_2和O_3的研究

采用自制的针一筒电极脉冲高压放电装置进行水中高压放电诱导产生H2O2和O3的实验,研究了电极间距,放电电压,放电时间,放电方式曝气条件等因素对诱导产生H2O2和O3的影响,同时对放电过程能耗及其效率进行了研究.结果表明:电极间距和放电时间对产生H2O2和O2的浓度有较大影响,放电电压和放电方式影响不大.曝气条件下进行高压放电时,水中会产生NO2ˉ,NO2ˉ等阴离子,水体系pH降低,电导率增大.放电过程能量有效利用率为88.3%.     

正极性操作冲击电压下长短空气间隙放电特性

现场真型试验是考核长空气间隙绝缘性能的关键环节,但由于电板结构各异、布置复杂等实际条件限制,试验对象一般为典型间隙结构,并不能涵盖所有实际工程问题.中外学者均在努力探索长、短间隙试验的内在联系,通过研究不同间隙距离下放电各阶段异同点,实现对放电特性的精细掌握.搭建了由光电倍增管、电场传感器组成的光电联合测量系统,获得了操作冲击电压下5 cm和3 m针-板间隙放电发展过程中的空间场强、瞬时光功率等信号,分析得到了初始流注起始时延、暗期持续时间、初始流注电场跃升幅值和初始流注光功率跃升幅值等关键特征参数.结果 表明:5 cm与3m针-板间隙流注起始时延、暗期持续时间、场强跃升幅值相近,且光功率跃升幅值均与场强跃升幅值呈正相关的关系,长、短间隙在初始流注和暗期阶段呈现一定相似性;另外,5 cm间隙的特征参数方差均小于3 m间隙,短间隙下的放电随机性较小.获得的5 cm和3 m间隙距离下放电发展过程特征参数及各特征参量变化规律,为后期长、短间隙放电特性的电磁学仿真提供了准确的计算参数.     

脉冲参数对大气压亚微秒脉冲辉光放电的影响

通过大气压氦气亚微秒脉冲辉光放电的一维自洽流体数值模型,研究了亚微秒脉冲电压的脉宽和幅值对放电特性的影响.当放电脉冲电流密度幅值维持在约2 000A/m~2时,随着脉冲电压脉宽从300ns增加到900ns,放电电流密度脉冲的脉宽相应增加,脉冲电压幅值从652.2V降低到557.5V.在电极表面引入介质层以后,每个脉冲电压会产生两个放电电流密度峰,其中,第一个放电电流密度峰不随脉冲电压脉宽变化,第二个放电电流密度峰的强度有一定的增长,而且其发生时刻对应于脉冲电压的下降沿时刻.在介质阻挡脉冲辉光放电中,随着脉冲电压幅值从2 000V增加到3 500V时,两个放电电流密度峰的幅值分别从1 160.6A/m~2增加到2 697.9A/m~2和从963.4A/m~2增加到1 954.5A/m~2,而且放电电流密度峰发生时刻也向脉冲电压上升沿和下降沿开始处移动.该数值模拟研究有助于深入了解大气压脉冲辉光放电的特性和机理.     

高压脉冲放电技术处理反渗透浓水的实验研究

采用高压脉冲电场对污水处理厂深度处理过程产生的反渗透浓水进行了处理,探究其分解浓水中难降解有机物的优化方案.实验结果表明,在脉冲电场作用方式为气相放电,电极距离液面为4 mm的条件下,脉冲电场处理反渗透浓水的优化工艺条件为:脉冲频率为3 Hz,脉冲电压为10 000 V,脉冲处理时间为120 s.对处理效果影响最大的是脉冲电压,脉冲处理时间次之,脉冲频率对处理效果的影响最小.     

介质阻挡放电中水电极电导率对放电的影响

采用双水电极装置,在介质阻挡放电系统中,首次对水电极电导率对放电系统的影响进行了研究.实验测量了不同电导率下(电导率在2.8～10 000 μS/cm范围内)的介质阻挡放电特性的变化规律,经分析发现:放电的击穿电压随电极电导率的变化而改变.电导率较小时,击穿电压随电导率的增大迅速地减小,电导率大于10 μS/cm时,击穿电压基本保持不变.不同电极电导率下,击穿电压附近的斑图类型不同,其随电导率增大的变化规律与电导率保持不变时升高电压斑图的演化顺序具有一致性.放电回路的总电导与电极电导率的变化不成线性关系.