本文關(guān)鍵詞：沿面放電等離子體接地電極優(yōu)化及雙頻容性耦合供電方法研究

  更多相關(guān)文章： 沿面放電 帶式接地電極 雙頻電源供電 容性耦合 非平衡等離子體

【摘要】：沿面型介質(zhì)阻擋放電因其等離子體區(qū)域較大而具有廣泛的應(yīng)用前景。接地電極結(jié)構(gòu)及供電方式直接關(guān)系到放電強度和活性物質(zhì)的生成情況,因此放電裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和供電方法研究是研究和應(yīng)用沿面型介質(zhì)阻擋放電等離子體的關(guān)鍵問題。本文以增強放電強度、提高活性物質(zhì)生成量與生成效率為目標,通過實驗研究得到了接地電極結(jié)構(gòu)對放電特性的影響及其優(yōu)化結(jié)果,同時研究了大氣壓下雙頻容性耦合等離子體的發(fā)生方法,通過發(fā)射光譜以及放電特性研究,明確了雙頻容性耦合等離子體的優(yōu)勢與特點,驗證了雙頻容性耦合供電的可行性。論文的主要研究結(jié)論如下：(1)對于沿面型介質(zhì)阻擋放電發(fā)生裝置的接地電極結(jié)構(gòu)來講,帶式結(jié)構(gòu)優(yōu)于傳統(tǒng)的面式結(jié)構(gòu)。接地電極為帶式結(jié)構(gòu)時,在頻率為50Hz電壓幅值為20kV下,放電功率超出傳統(tǒng)的面式結(jié)構(gòu)16%,活性物質(zhì)生成量高于面式結(jié)構(gòu)61.2%,生成效率高于面式結(jié)構(gòu)48.3%。(2)帶式結(jié)構(gòu)下異位電極結(jié)構(gòu)優(yōu)于同位電極結(jié)構(gòu),且異位電極結(jié)構(gòu)下存在最優(yōu)電極間距。接地電極為帶式結(jié)構(gòu)的情況下,在頻率為50Hz電壓幅值為17kV時,異位電極結(jié)構(gòu)放電功率高出同位電極結(jié)構(gòu)11%。對于異位電極結(jié)構(gòu)來說,隨著電極間距增加,起始放電電壓不斷升高,放電裝置的放電功率先下降后升高,管內(nèi)活性物質(zhì)生成量先增加后減少,管外活性物質(zhì)生成量則不斷升高,最優(yōu)電極間距為6mm,頻率為50Hz電壓幅值為20kV下產(chǎn)生的總活性物質(zhì)的量最高,超出其它間距10%以上。(3)雙頻供電下高低頻電壓的作用不同,且其放電特性優(yōu)于單頻供電下的放電特性。雙頻供電下,低頻電壓的升高對光譜強度、活性物質(zhì)生成量以及活性物質(zhì)生成效率的影響不大,高頻電壓的升高使光譜強度和活性物質(zhì)的生成量明顯升高,活性物質(zhì)生成效率降低。在低頻電壓為15kV、高頻電壓為5kV時,雙頻供電下的光譜強度超出高頻單獨供電50%,活性物質(zhì)生成量要高出26%,活性物質(zhì)生成效率則升高150%,但雙頻耦合供電下的活性物質(zhì)生成效率要低于低頻單獨供電下的效率。(4)綜合接地電極優(yōu)化與雙頻容性耦合供電方式的優(yōu)化后放電特性顯著提高。在電極間距為6mm,低頻電壓保持為2.5kV,高頻電壓為5kV的情況下,優(yōu)化后活性物質(zhì)的生成量超出優(yōu)化前高頻單獨作用下的生成量75.2%,活性物質(zhì)生成效率略低于優(yōu)化前低頻單獨作用下的效率,優(yōu)化效果明顯。
【關(guān)鍵詞】：沿面放電 帶式接地電極 雙頻電源供電 容性耦合 非平衡等離子體
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM862
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 研究背景10
• 1.2 等離子體概述10-12
• 1.2.1 等離子體的分類10-11
• 1.2.2 等離子體的應(yīng)用11-12
• 1.3 介質(zhì)阻擋放電簡介12-17
• 1.3.1 常見氣體放電形式12-14
• 1.3.2 介質(zhì)阻擋放電分類14-16
• 1.3.3 沿面型介質(zhì)阻擋放電的機理16
• 1.3.4 沿面型介質(zhì)阻擋放電的研究進展16-17
• 1.4 雙頻容性耦合等離子體研究現(xiàn)狀17-21
• 1.4.1 雙頻容性耦合等離子體17-19
• 1.4.2 雙頻容性耦合等離子體的特性19-20
• 1.4.3 雙頻容性耦合等離子體的研究進展20-21
• 1.5 研究意義和研究內(nèi)容21-23
• 1.5.1 研究意義21-22
• 1.5.2 研究內(nèi)容22-23
• 2 實驗裝置與分析測試方法23-29
• 2.1 引言23
• 2.2 實驗系統(tǒng)23-25
• 2.2.1 實驗電源24
• 2.2.2 放電電極系統(tǒng)24
• 2.2.3 測試系統(tǒng)24-25
• 2.3 實驗材料25-26
• 2.3.1 實驗儀器25-26
• 2.3.2 實驗試劑26
• 2.4 實驗分析測量方法26-28
• 2.4.1 功率測量26-27
• 2.4.2 臭氧濃度測量27-28
• 2.4.3 發(fā)射光譜測量28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 3 沿面型介質(zhì)阻擋放電接地電極優(yōu)化29-39
• 3.1 引言29
• 3.2 接地電極結(jié)構(gòu)對放電的影響29-32
• 3.2.1 實驗裝置29-31
• 3.2.2 帶式電極與面式電極比較31-32
• 3.3 帶式接地電極優(yōu)化32-37
• 3.3.1 實驗裝置32-34
• 3.3.2 同位電極與異位電極放電特性對比34
• 3.3.3 異位電極情況下電極間距優(yōu)化34-37
• 3.4 本章小結(jié)37-39
• 4 雙頻容性耦合供電方法研究39-53
• 4.1 引言39
• 4.2 實驗裝置39-40
• 4.3 雙頻容性耦合供電的放電特性40-43
• 4.4 單頻供電下頻率對放電特性的影響43-46
• 4.4.1 兩種電壓頻率下的電流分析43-44
• 4.4.2 對放電功率的影響44-45
• 4.4.3 對活性物質(zhì)生成的影響45-46
• 4.5 雙頻供電下低頻對放電特性的影響46-49
• 4.5.1 發(fā)射光譜分析46-47
• 4.5.2 對活性物質(zhì)生成的影響47-49
• 4.6 雙頻供電下高頻對放電特性的影響49-51
• 4.6.1 發(fā)射光譜分析49-50
• 4.6.2 對活性物質(zhì)生成的影響50-51
• 4.7 本章小結(jié)51-53
• 5 帶式接地電極放電裝置雙頻容性耦合供電研究53-57
• 5.1 引言53
• 5.2 實驗裝置53-54
• 5.3 優(yōu)化前后活性物質(zhì)生成情況比較54-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 6 結(jié)論與展望57-58
• 6.1 結(jié)論57
• 6.2 展望57-58
• 參考文獻58-62
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況62-63
• 致謝63-64

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