单针-板电极电晕-介质阻挡放电特性研究

研究以玻璃纤维为填充介质的单针-板电极的电晕-介质阻挡放电特性,测量了放电电压、电流波形,计算了放电功率,比较了有、无玻璃纤维填充时放电电流的差别及放电功率随放电间隙距离、电容电流、放电电压的变化关系,分析了填充介质对针-板电极的电晕-介质阻挡放电特性的影响.研究结果表明:大气压条件下纯空气间隙与有玻璃纤维介质填充时的针-板电极的电晕-介质阻挡放电相比:①后者的放电的起始电压更低,放电功率更大;②后者连续放电电流显著减小,而放电脉冲数量和脉冲电流幅值显著增加;③后者负电晕放电有非常明显的放电脉冲,而前者则主要表现为连续的放电电流.     

磁增强雾化电晕放电烟气净化器研究

分别进行了雾化电晕放电和磁增强电晕放电的实验研究。采用接地极雾化,通过雾化电晕放电和水的循环利用,实现长期、高效并且无污水排放的静电除尘,对雾化电晕放电静电除尘器的构造、放电特点、雾化电晕放电伏-安特性、雾化状态和电极清洗效果均进行了实验研究;通过在电晕区附近加一个局部磁场,使电晕区内的自由电子形成拉莫运动,从而提高放电电流,提高荷电区内自由电子和负离子浓度。比较了磁增强预荷电器和传统预荷电器的荷电效率,初步探究了磁增强电晕放电的放电机理。为磁增强雾化电晕放电烟气净化器的研究提供了理论基础。     

接地多孔材料输水放电极雾化电晕放电过程特征研究

为解决传统静电除尘器对烟气污染源中高黏性微米及亚微米粒径颗粒物(粉尘及液滴等)捕集的难题,提出了一种新型的使用多孔输水材料作为放电极以实现雾化电晕放电的方法,并通过实验对该种雾化电晕放电的雾化状态、电晕放电状态与伏安特性、输水量和电极清洗效果等进行了研究,为基于多孔输水放电极雾化电晕放电原理净化含黏性细颗粒烟气提供了理论依据和实验基础.结果表明:具微孔阵列特征结构的多孔输水放电极具有良好的电水动力学雾化特征,能够获得更好的水雾化状态和效率.通过多孔电极长度和极间距正交实验所得伏安特征曲线,初步确定了多孔电极出露10 mm,电极间距40 mm条件下,能够获得稳定的电晕放电过程.通过控制多孔电极的输水速率,使雾化速率高于输水速率,尤其是水位差≦5cm低供水量条件下,可使电晕放电和雾化两个过程同步稳定存在.非金属材质的多孔放电极,使雾化电晕放电过程在≧至7 kV/cm场强条件能够稳定存在,且具有稳定的极间电流和更高的火花放电点,更适于实际烟气的净化应用.多孔输水放电极雾化电晕放电获得的高速荷电液滴流,在收集极表面能够形成均匀的冲击面,其对极板的洗涤效果十分理想.采用接地输水放电极的电极系统,可以产生适于颗粒物捕集的雾化电晕放电过程.     

针-板电极正负电晕放电离子风的对比研究

为研究电晕放电离子风的特性,本文采用针-板放电装置,实验测量了不同放电条件下的电晕离子风速和风压,研究了电压极性、放电电压、电极间距、针尖曲率等因素对电晕离子风的影响.结果表明,离子风的速度随工作电压线性增大.在相同电极结构下,正电晕的起晕电压高于负电晕;正电晕离子风的风速大于负电晕离子风.此极性效应来源于正、负电晕风发展机制的差异.      

双空腔电极静电雾化泰勒锥形貌特性

利用空腔针-板放电装置,研究了双空腔电极的泰勒锥形貌,并分析了影响雾化效果的因素.通过软件处理高速相机拍摄的图像,研究了不同电压和分离角度下的泰勒锥形貌、锥长和锥角等参数.结果表明:可以通过弯曲处理来减弱双空腔之间的放电抑制作用.在同等长度下,单空腔电极与双空腔电极相比,双空腔电极的雾化效果与泰勒锥形貌都要更好,且在不同的双空腔电极的分离角下,当分离角为60°时雾化效果最好.故双空腔电极分离角为60°时可作为优化电极.电压为25 kV时双空腔电极形成的泰勒锥形貌最佳.     

针-板介质阻挡放电3种放电模式特性

设计了一种具有透明平板电极的针-板介质阻挡放电装置,研究了大气压氩气/空气混合气体放电中不同放电模式的特性.实验通过改变电压,实现了3种模式的放电:电晕放电、单丝放电和火花放电.在3种模式中,电流脉冲在外加电压的正、负半周表现出不同性质.采集了3种放电模式下的发射光谱,计算了分子振动温度,结果表明:电晕放电时分子振动温...     

雾化电晕放电除尘原理及其特性研究

出了一种新型静电除尘器结构和原理，采用新的电极结构，通过雾化电晕放电和水的循环利用，实现长期、高效并且无污水排放的静电除尘，解决了烟气污染源中黏性的微米及亚微米颗粒对传统除尘器所带来的种种弊端；对雾化电晕放电静电除尘的构造、放电特点、雾化电晕放电伏-安特性、雾化状态、温度的影响和电极清洗效果均进行了实验研究，为采用雾化电晕放电净化黏性粉尘的烟气提供了理论依据和必要的实验基础．     

针-水电极正直流高压放电对甲基橙染料废水的脱色

采用针-水电极反应器,研究正直流高压放电处理甲基橙染料废水的效果.考察了不同放电形式和实验参数下对甲基橙染料废水脱色效果的影响.实验结果表明,电晕放电在处理时间0～25 min脱色效果比击穿流光放电处理效果好,而在处理25 min后击穿流光放电脱色效果好于电晕放电.在电压18 kV、电流15 mA、处理初始质量浓度为40 mg/L的甲基橙溶液30 min时,脱色率达到98％.该反应符合一级动力学反应,反应速率常数为0.127 mg/(L·min).经过放电处理,甲基橙的特征吸收峰(465 nm)强度逐渐减弱并基本消失,分子结构中的偶氮基团与苯环组成的共轭体系被破坏,甲基橙分子被有效降解.     

雾化电晕放电静电除尘的实验研究

采用模拟除尘装置,对雾化电晕放电和干式电晕放电的电晕起始状态、伏-安特性和除尘效率进行了比较,对雾化电晕放电中新的放电特性和除尘机制进行了分析.实验表明,在相同电压和较高烟气流量条件下,除尘效率从干式负电晕放电的78.2%提高到雾化负电晕放电的84.2%.其中雾化负电晕放电更适合应用于烟气中颗粒污染物的去除,而雾化正电晕放电中扩大的低温等离子区对雾化循环水的净化起到重要作用.     

脉冲放电激发反电晕的研究

针对高压脉冲电源反电晕放电进行实验研究。采用正极性固态Marx脉冲发生器作为放电电源，以中间添加蜂窝介质的针板作为放电电极，设置正极性矩形高压脉冲输出电压为0～20 kV可调，工作频率为0～1000 Hz可调，脉冲宽度为10～500 μs可调，进行反电晕放电实验，并根据电源和电极参数对影响放电电流大小的因素进行分析。进一步，在相同放电电极参数条件下，将高压脉冲反电晕与直流反电晕进行了对比研究。研究结果表明：介质厚度、针板间距、脉冲宽度和放电频率均对反电晕放电电流有一定影响；在脉冲放电频率为100～1000 Hz时，发生反电晕的相同电压下，脉冲反电晕放电电流大于直流反电晕放电电流，证明高压脉冲激发反电晕放电效果更好。     

负电晕放电等离子体雾化水处理器的设计

为提高放电等离子体技术脱除水中污染物的效率,设计了一种采用负电晕放电方式的水处理装置:待处理水自放电喷嘴电极进入放电反应室,经放电雾化形成小液滴,大大增加了放电等离子体对水中污染物的作用几率.研究了不同喷嘴电极直径和雾化水流量对该处理器电气特性的影响,并对放电等离子体进行了发射光谱的测量.     

负离子空气净化器主要参量对臭氧浓度的影响

对放电参量和电极结构与臭氧的关系进行了较为系统的实验研究，结果发现电晕电压、电晕电流、负离子浓度、电晕线线经、线长、网状电极网孔尺寸和板间距离均对臭氧浓度有影响。     

溶有甲烷煤油的稳态喷雾特性研究

研究了当溶有甲烷的煤油稳态通过直圆孔喷嘴时形成减压沸腾喷射的喷雾特性，试验使用了基于小角度向前散射理论的激光粒度分析仪和数码照相机，由溶解压力控制甲烷的溶解量，利用溶解气体释放产生的沸腾现象来改善雾化，分析了不同的甲烷溶解量、测量位置、喷射压力和喷嘴长径比对流量系数、喷雾形状和锥角、索特平均直径的影响．研究表明：对应于不同长径比的喷嘴，存在一个溶解度临界值，溶解度大于该值时促进雾化，小于该值时抑制雾化；甲烷的溶入使煤油喷雾锥角急剧增大；喷嘴内部气液两相流的性质对溶气油喷雾特性有很大的影响。     

电晕放电辐射场实验研究

针对带高压物体的电晕放电辐射信号的时域、频域特征开展研究,对静电电晕放电电流、辐射场进行了理论分析,设计完成了静电电晕放电电流及辐射信号实验.研究发现,不同极性电晕放电的辐射场波形测试有明显差别:实验条件为负极性时,先发生电晕放电,但正极性放电发生时,脉冲幅值比负极性时大;负电晕电流脉冲波形的上升时间小于正电晕电流.实验结构不同,电晕放电辐射场的特征不同:利用电晕放电针与直流高压源直接相连的实验结构得到的放电波形的上升时间为十几个ns,频率分布集中在20～100 MHz;利用孤立导体电晕放电实验结构得到的放电波形的上升时间为几个ns,频率分布集中在200～600 MHz.结论对于研究带高压物体的电晕放电辐射信号特征具有很好的参考价值.     

直流电晕放电特性分析

电晕放电产生的空间电荷在电场中的运动形成电晕电流。电晕电流产生的线路损耗会增加输电成本，对线路通道的电磁环境造成干扰。建立自洽的等离子体模型和简化的电晕放电模型，放电通过施加到内部电极的高压直流电源在同轴配置的两个电极内持续进行。从微观角度分析大气压下干空气中的正负电晕放电的物理过程，重点研究负极带电粒子的产生和输送，以及如何转化为放电的电流-电压特性。结果表明：电晕放电主要在电离区和传输区进行，正负电晕放电特征各不相同，两种模型下获得的电势和空间电荷密度计算结果具有很好的一致性。在负电晕放电中，电子是能量传递的主要载体，电荷分离不会使外加电势的分布发生形变。     

低温等离子体烟气脱硫中OH自由基发生装置研究

对低温等离子体烟气脱硫技术中OH自由基发生装置的电极结构及放电特性进行了研究。得到电极结构的参数对放电特性的影响规律：放电电流随针对数增加和针直径的减小而增大．得到针间距理想值与针板间距的关系式．实验表明,在一定范围内,水蒸气从针电极喷出的速度对放电电流没有明显影响．并对大气压下不饱和水蒸气电晕放电中的OH自由基进行了发射光谱诊断．     

多针负电晕放电的甲醛净化试验

甲醛等挥发性有机物是室内空气污染物中对人体健康威胁极大的一类,长期暴露在甲醛环境中会降低人的机体功能,甚至引起癌变。电晕放电时会产生大量高能电子和活性粒子能够直接作用于空气中的有害物质,在净化甲醛方面具有极大的潜力。为了实现高效的甲醛净化效率,本文采用多针电极进行负极性直流电晕放电,研究其对甲醛的净化特性。研究发现增加电极针数能够提高总的电晕电流,加强放电能量,提高甲醛的净化效率。提高输入电压和减小间距均能提高甲醛的净化效率。同时,甲醛易溶于水,电极湿度会影响甲醛的去除效果,湿式状态下甲醛分解速率减缓,净化效率有所降低。     

磁场对电晕放电电场及细小粉尘荷电的影响

磁增强正负电晕放电用于细小气溶胶颗粒荷电,研究结果表明,磁增强正负电晕放电预荷电器对细小粉尘的荷电是有效的;磁增强正电晕放电预荷电器的荷电效率低于磁增强负电晕放电预荷电器。与传统的电晕放电相比,磁增强正负电晕放电中电晕区附近积累更多的正离子,使得空间电荷对极间电场的影响增强;在磁增强负电晕放电中,负离子的浓度再次被提升,更有益于细小粉尘荷电;在磁增强正电晕放电中,电晕区中的电场强度被削弱,而荷电区中的电场强度被增强。分析认为,磁增强正电晕预荷电器的效率比传统正预荷电器要高。     

线筒式电晕放电伏安特性关系的研究

线筒式负电晕放电是指阳极为半径较大的圆筒,阴极为半径很小的导线的电晕放电形式,是静电除尘器中最基本的放电形式.笔者研究了阳极筒半径分别为100,80,50 mm,阴极线半径为0.5,0.25,0.15 mm,有效长度为1 m的情况下线筒式负电晕放电的伏安特性,测量得到了不同情况下的放电电流值和I-U关系图.结果表明放电电流随着阴极半径的减小和阳极半径的增大而增长.另外发现I/U和U之间呈很好的线性关系,对此结果进行了理论分析,得出关系式I=(8πε0μ(U-Us)U)/(R2ln(R/r0)),结果与实验现象相吻合.