论文部分内容阅读
介质阻挡放电(DBD)在常压下可产生低温非平衡等离子体,通常情况下DBD放电为丝状放电,丝状放电的空间非均匀性严重限制了DBD的应用。因此,研究如何提高DBD放电效率和空间均匀性具有重要意义。为了深入研究形成均匀DBD的方法和机制,本文采用等离子体发射光谱、Q-V Lissajous图形和等效电路模型研究了气流和驱动频率对同轴DBD放电光电特性的影响,并详细探讨了DBD放电模式转变的机制。通过采集氮气和空气放电等离子体发射光谱,对比研究了气流影响同轴DBD放电的光谱特性和放电模式转变机制。结果表明：1)随着气流的增大,氮气的振动温度先增大后减小,而空气的振动温度先增大后趋于稳定,转动温度都减小最后趋于稳定；2)空气要比氮气放电的发射光谱强度低,氮气第二正带和第一负带特征谱线强度与各自的放电相关温度变化相对应；3)气流影响放电模式的转变经历了主要由流注头扩散导致的电离来维持放电的丝状放电模式,既有流注头的电离又有α电离来维持放电的过渡期,最后主要靠α电离作用来维持放电的类辉光放电。通过Q-V Lissajous图形和等效电路模型,研究了气流和驱动频率影响同轴DBD放电的电学特性和放电模式转变机制。结果表明：1)随着气流的增大,该放电系统在一个周期内消耗的能量、功率因子逐渐减少,负载电压几乎不变,电流脉冲幅值减小随后随时间同步变化且放电均匀,平均电流、放电功率、介质电容以及DBD反应器电导均逐渐减小随后趋于稳定,气隙电容逐渐增大,DBD反应器支路阻抗先增大随后趋于稳定；2)当气体流量小于阈值流量时,丝状放电较明显,当气体流量大于阈值流量时,表现出类辉光的性质,类辉光放电是一种高效率的放电方式；3)控制DBD放电模式转变的主要因素是空间电荷和介质表面电荷的比例；4)随着驱动频率的增大,负载电压、放电电流、平均电流、放电功率、功率因子、介质电容以及DBD反应器电导均先增大后减小,气隙电容先减小随后趋于稳定,DBD反应器支路阻抗先减小后增大,在回路谐振频率处,均达到了各自的极值；5)随着气流的增大,同轴DBD反应器的谐振频率发生右移并且最后趋于稳定,这是由于气流影响了介质电容的变化造成的。