双螺旋沿面介质阻挡放电的特性及阻抗匹配研究

论文摘要

介质阻挡放电在臭氧合成、材料表面处理、环境保护、杀菌消毒和气动控制等领域得到广泛了应用。本文围绕沿面介质阻挡放电的阻抗特征进行研究,分析了影响放电效果的作用因素,论文主要研究内容如下:(1)设计了双螺旋电极结构的沿面型介质阻挡放电发生器,利用Maxwell软件建模,对其静电场分布进行了仿真,探究了激励电压幅值、介质层厚度和电极间距等因素对于电场强度的影响,为优化发生器结构提供参考。(2)搭建了沿面介质阻挡放电的实验系统,研究了电源不同连接方式对于电压电流波形的影响,指出了放电的不对称性;通过测量不同外加电压幅值和频率下的伏安曲线和李萨如图,研究了电压幅值和频率对于放电功率的影响。(3)提出了双螺旋电极结构的沿面介质阻挡放电的Simulink动态电路模型,对发生器加载阻抗匹配网络的特性进行了分析。实验测量结果表明,阻抗匹配网络的增加提升了电源的输出电压,有利于提高放电功率。(4)进行了沿面介质阻挡放电降解空气污染物的应用研究,结果表明该装置对于PM2.5和甲醛均有明显的去除效果,探究了PM2.5初始浓度和电压幅值对于降解效率的影响。本工作提出的阻抗匹配网络方法,有力地提升了沿面双螺旋电极介质阻挡放电的综合性能。研究成果为促进工程实用化提供了可行的技术解决方案,同时也可为同类装置的阻抗匹配网络方法提供有益借鉴。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 低温等离子体
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 本文的工作和意义
• 2 沿面介质阻挡放电的电气特性及静电场仿真
•   2.1 实验装置及测量系统介绍
•   2.2 沿面介质阻挡放电的电气特性
•   2.3 沿面介质阻挡放电的静电场分析
•   2.4 本章小结
• 3 双螺旋结构沿面介质阻挡放电的阻抗匹配
•   3.1 并联谐振与串联谐振的对比
•   3.2 等效电路及阻抗匹配分析
•   3.3 基于等效电路的仿真模型及仿真结果
•   3.4 阻抗匹配仿真结果与实验结果对比
•   3.5 本章小结
• 4 沿面介质阻挡放电去除空气污染物实验
•   4.1 降解机理
•   4.2 降解PM2.5和甲醛实验
•   4.3 本章小结
• 5 总结与展望
•   5.1 全文总结
•   5.2 后续展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周思敏

导师: 刘明海

关键词: 沿面介质阻挡放电,放电特性,电路仿真,阻抗匹配,降解实验

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 华中科技大学

分类号: O461.2

总页数: 66

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