电极结构对电除尘器内电流体场影响的实验与模拟研究

为了进一步提高电除尘器的除尘效率,该文采用数值模拟与实验相结合的方法研究了电极结构对电除尘器内电场特性及电流体场分布的影响。使用高速离子射流耦合电流体场的模拟方法建立了数值模型,分析了电除尘器内电流体状态及阳极板附近流速,同时使用粒子图像测速法对两种电极结构在不同电压下的电流体状态进行了测定。结果表明,错位板结构可以增强电晕放电强度,降低起晕电压,相较于线板式结构,起晕电压降低了29.41%,电晕电流提升近一倍。电压越高,电流体场受放电极产生的高速离子射流影响越大。入口风速会影响电流体场状态,当入口风速为0m/s时,电流体状态呈对称的双螺旋结构;入口风速提升至0.1m/s时,涡旋被挤压变形;继续增大入口风速,涡旋变形程度加大,且靠近入口处涡旋消失。错位板结构能显著降低收尘极板附近流速,当入口风速为0.9 m/s时,线板式与错位板除尘器收尘极板前1 cm平均流速分别为1.28 m/s和0.68 m/s。相比于采用普通的多物理场耦合方法,采用高速离子射流耦合电流体场方法得到的模拟结果与实验结果更加符合。

放电参数对氧气空心阴极放电特性的影响

为了探究放电参数对氧气环境下空心阴极放电特性的影响,本文采用流体模型对氧气环境下的空心阴极放电进行了模拟研究.放电过程中包含11种粒子和48种反应,分析了气压、电压对电势、电场强度、平均电子能量、粒子密度等放电特性的影响.研究表明,气压和电压对放电中的等离子体参量具有重要影响.随着气压的升高,负辉区面积增大,阴极位降区径向电场强度增强,阴极位降区电子平均能量峰值降低,空心阴极效应减弱;电子和O_(2)^(+)离子密度峰值升高,电子在负粒子中所占比重增加;活性粒子O、O_(2)(a^(1)Δ_(g))和O(^(1)D)密度峰值升高,负辉区内3种活性粒子随气压变化规律不同.随着电压的升高,阴极所对应负辉区逐渐分离,阴极位降区电场强度和电子能量增长,电子和O_(2)^(+)离子密度峰值以及电子在负粒子中所占比重逐步升高,密度峰值逐渐分离,空心阴极效应减弱;放电区间的活性粒子密度升高.结果同时表明电压对空心阴极效应的影响要弱于气压的影响.

空心阴极自脉冲放电的时空演化特性

本文利用圆筒形空心阴极放电结构,研究了自脉冲放电等离子体参量的时空演化特性。在气压为133 Pa的氩气环境下获得了稳定的自脉冲放电,同时将测量得到的极间电压作为输入电势,利用流体模型进行了空心阴极自脉冲放电的数值模拟研究。模拟得到了放电电流、电势、电子密度、电场和净电荷密度的时空分布特性。结果表明等离子体参量随时间成周期性变化。自脉冲现象为由孔外低电流、低径向电场强度、低电子密度、低净电荷密度放电模式向孔内高电流、高径向电场强度、高电子密度、高净电荷密度放电模式的一个往复转换的过程。自脉冲不同阶段放电模式的转换与平均电流有关。当自脉冲放电处于电流峰值时为具有较强空心阴极效应的正常辉光放电模式。自脉冲处于低电流时的放电模式与平均电流有关。当平均电流较低时,自脉冲放电在阳极和孔内阴极附近往复移动;此状态下瞬时电流最低值时放电处于汤生放电模式。当平均电流较高时,自脉冲放电在阴极孔口和孔内阴极附近往复移动;此状态下瞬时电流最低值时阴极附近的阴极鞘层基本形成。