接触热阻对水冷辉光放电电极温度分布影响的数值模拟

为了研究接触热阻对陶瓷绝缘水冷辉光放电电极温度及其分布的影响,利用计算流体动力学软件ANSYS CFX,模拟了电极表面温度、温差随氮化铝陶瓷与两侧铜导体之间接触热阻的变化。模拟结果表明:随着接触热阻的增大,氮化铝陶瓷与铜接触界面的温度跳变幅度增大,辉光放电电极整体温度上升,并且辉光放电电极表面的最高温度和最大温差均随之呈现指数上升的变化趋势。

TEA CO_2激光器几种放电电极的比较

从均匀场电极理论出发,计算并讨论了近似Rogowski电极、Chang电极(含紧凑式Chang电极)和Ernst电极的形状、理论电场分布和实际电场分布。对实验室所用的几种电极进行了脉冲放电实验,从而获得了TEA CO2激光器的放电参数与输出特性,并对这些结果进行了比较和分析。计算表明,在基本参数相同的情况下,Ernst电极具有最紧凑的外形和最佳的均匀电场分布。实验表明,采用近似Rogowski电极的TEACO2激光器具有最大放电辉光范围和44 kV的最小放电击穿电压;采用Ernst电极的TEA CO2激光器具有25 J的最高单脉冲能量和最大17.2%的斜率效率。最后提出了TEA CO2激光器主电极的选择建议。

若干放电电极的改进设计与分析

在已用于脉冲放电气体激光器中的近似Rogowski电极、紧凑式Chang电极和Ernst电极的基础上,提出了将近似Rogowski电极金属衬板缩短和削减其中央电极厚度、将紧凑式Chang电极和Ernst电极金属衬板改为绝缘介质衬板,并对Ernst电极参数进行优化的改进型电极结构。设计了这些改进型电极的制造方法,并用模拟电荷法计算了改进型电极表面的电场分布。把均匀场电极的电场理论分布和已使用的电极表面电场分布进行比较,可以看出,这些改进型电极在电场分布和结构上优于已使用的电极。

TE(A)激光器中放电电极的设计与选择

介绍了TE(A)激光器中Rogowski电极和近似Rogowski电极、Chang电极和紧凑式Chang电极、两类Ernst电极和紧凑式Ernst电极的设计方法。给出了上述放电电极的面型和表面电场分布,简述了制造上述电极的注意事项。在同等电场均匀度和均匀电场分布范围的情况下,对比了保角映射型电极的尺寸大小和电场分布特点。综合放电电极的面型、制造难度、辉光放电实验可知,在要求高能量和高功率的场合下,选择Ernst电极较好;在脉冲激光指标要求一般的场合下,选择近似Rogowski电极较好。

SF_6/CO_2混合气体中放电电极的固体生成物

利用X射线衍射仪分析了SF_6/CO_2混合气体中放电电极表面的固体生成物,并分析了生成物的形成机理。

基于多孔阳极氧化铝的大气压毛细管等离子体电极放电研究

通过实验和模拟方式,对比分析了介质阻挡放电和基于多孔阳极氧化铝的毛细管等离子体电极放电。应用阳极氧化法制备的多孔阳极氧化铝(Porous anodic alumina,PAA)作为介质层进行了毛细管等离子体电极放电。研究了多孔阳极氧化铝介质层对毛细管等离子体电极放电的影响,对比分析了相同几何参量的介质阻挡放电和毛细管等离子体电极放电的放电过程。结果表明:应用多孔阳极氧化铝介质的毛细管等离子体电极放电更稳定,放电中产生的更密的微放电有助于提高放电的稳定性;多孔阳极氧化铝介质层的毛细管等离子体电极放电具有相对于介质阻挡放电高出两个数量级的电子密度和更高的电子温度。等离子体参数具有与多孔阳极氧化铝的孔分布同步的周期性,产生了等离子体射流模式,提高了放电稳定性。

气体添加对水电极同轴介质阻挡放电直接分解CO_(2)的影响

大气压低温等离子体能够打破热力学平衡的限制,促使常规情况下难以发生的反应在温和条件下进行。其中,介质阻挡放电(DBD)在CO_(2)转化利用领域受到了广泛的关注,但是其性能受多种因素影响。该文采用水电极同轴介质阻挡放电反应装置进行CO_(2)直接分解反应,研究分析添加N_(2)、Ar和He及其不同含量对反应过程放电特性及反应效果的影响。结果表明:相同反应条件下,在CO_(2)气氛中添加N_(2)、Ar和He可以增加微放电通道数量,提高放电功率,降低击穿电压,使更多的能量用于活化反应体系分子,但三种气体对放电过程的影响程度明显不同;对比添加气体N_(2)、Ar和He,在CO_(2)转化效果上表现为Ar>He>N_(2),这主要是由于添加Ar后反应体系具有最高的电子碰撞激发反应速率,在Ar含量为80%时,CO_(2)的转化率最大为15.2%,CO的产率最大为9.3%;但是,上述气体的添加会降低CO_(2)的能量转化效率,其中,N_(2)添加下转化CO_(2)的能量效率下降最为明显,由0.08mmol/kJ下降到0.02mmol/kJ。该文研究成果可以为低温等离子体转化CO_(2)过程的优化提供有益参考。

SrTiO_3基沿面放电电极材料配方优化

采用均匀设计法设计配方 ,研究了以SrTiO3 为基料 ,掺杂PbTiO3、TiO2 、CeO2 、Bi2 O3 对臭氧发生器用Sr TiO3 基陶瓷电极材料的介电常数、正切损耗、击穿电压、电阻率等电性能的影响。通过对实验结果进行回归分析表明了各掺杂料的比例与各电参数间的关系 ,其中Bi2 O3 含量对材料性能的影响最大。优化结果表明 ,为了获得U >10Kv/mm ,ε约 10 0左右 ,tgδ<0 0 1,ρ >10 10Ω的材料 ,最适合的掺杂配方是 :Bi2 O31 40 % ,TiO2 0 30 % ,PbTiO30 30 %和CeO2 0 5 0 %

针尖曲率对敞开式针-柱电极结构气体放电的影响

针对目前气体放电装置需外接体积庞大的供气系统,且电极间距较大、应用范围受限这一问题,设计了一种新型的可在大气压环境下工作的小型针-柱放电电极结构.在镇流电阻阻值为12 MΩ,测试电阻为1 kΩ,放电电阻12 MΩ,紫铜圆柱直径4 mm,针-柱间距1.5 mm,室温,无外界通入气流的条件下,分别选取了针尖曲率半径为27μm、47μm和79μm的3种不锈钢针作为放电阴极进行气体放电实验.实验结果表明,针尖曲率半径越小,起始电晕放电所需电压越小,放电电流越大.针尖曲率半径27μm的不锈钢针能实现稳定的电晕放电和辉光放电,针尖曲率半径为47μm和79μm的不锈钢针则直接由电晕放电过渡到火花放电.采用小曲率的针尖实现大的放电电流和辉光放电,将在材料表面处理、化学分析仪器离子源等的应用中发挥更大的作用.

放电电极对毛细管放电软X光激光的影响

自软X光激光发现以来,实现低激发阈、台式软X光激光一直是一个十分重要的研究方向。利用毛细管放电激励产生软X光激光,是实现台式软X光激光的主要方案之一。实验采用20 cm长的毛细管,利用X射线二极管(XRD)探测了毛细管放电抽运软X光46.9 nm激光输出。研究表明,放电电极的材料并不是影响激光输出质量的决定性因素。但考虑到电极元素的飞溅,在长时间的实验研究中,选择钼电极更为有利。电极形状在放电过程中只影响预脉冲的导通情况,而对激光影响并不大。在更长毛细管的实验中,选择锥状端面的电极将有利于预脉冲的导通,以便获得激光输出。

空心电极对容性耦合等离子体放电特性影响

为了提高容性耦合等离子体源的等离子体密度,采用空心电极来代替传统平板电极进行放电。本文采用流体力学模型对容性耦合空心电极放电进行建模仿真,研究不同空心电极的孔隙结构、放电电压及极板间距下,空心电极对容性耦合等离子体放电特性,特别是对等离子体密度的影响。结果表明,采用传统平板电极放电得到的等离子体密度仅为1.86×10^(15)m^(-3);当采用倒梯形孔隙结构空心电极进行放电时,空心阴极效应被抑制,等离子体密度仅有少量增长;采用矩形或梯形孔隙结构的空心电极进行放电时,孔隙下方的等离子体密度显著提高,达到2.37×10^(15)m^(-3)以上。研究还发现,随着放电电压从50 V增至125 V,空心阴极效应和静电边缘效应都显著增强,放电中心处的电子密度从4.76×10^(14)m^(-3)迅速增加到3.98×10^(15)m^(-3),但等离子体密度在径向分布上出现两个明显的峰值,导致均匀性变差。随着极板间距的增加,等离子体密度显著提高,等离子体均匀性受扩散效应的影响得到明显改善。

分段电极介质阻挡放电CO_(2)重整CH4过程放电特性与反应性能研究

大气压低温等离子体可在温和条件下进行CO_(2)重整CH4反应,对环境保护和能源供应具有双重意义。介质阻挡放电(DBD)是进行该反应最常用的放电等离子体形式之一,但其工艺过程和反应性能受到反应器结构的显著影响。前期研究发现,分段电极DBD可以调节CO_(2)重整CH4反应过程的反应物转化率、产物分布及能量效率,但是分段电极数量和相邻电极间距对上述性能参数的影响机理尚不清晰。因此,该文设计了具有不同电极数量和不同相邻电极间距的分段电极DBD反应器,并用于CO_(2)重整CH4反应,从电学特性和温度特性的角度研究了不同实验条件下的放电特性,比较分析了对应条件下的CO_(2)重整CH4反应性能。结果表明,分段电极的引入可以增加放电边缘数量以增强边缘效应,且增加分段电极数量和增加相邻电极间距均可延长反应物的有效停留时间,上述因素均有助于提高等离子体CO_(2)重整CH4的反应性能。在施加电压11.0 kV条件下采用4段外电极时可获得最高的CO_(2)转化率(17.7%)和CH4转化率(29.5%),以及最大的CO选择性(36.0%)。而在2段电极结构中,当相邻电极间距为3 cm时,可获得最高的总反应物转化能量效率(0.334 mmol/kJ)。

脉冲氧碘化学激光器的放电电极研究

提出一种新型的放电电极，采用表面滑闪预电离方式，解决脉冲氧碘化学激光器的稳定均匀放电问题．采用该放电电极，对碘甲烷和氮气混合气体进行放电．在放电截面为11cm×10cm，腔体压力为2．8-3.3kPa情况下，得到稳定均匀的辉光放电，电能量注入达4．5J/L．该放电电极构造新颖，在理论上，该放电电极可以在更大放电截面上取得良好的放电结果．

宽条阳极的管板式放电电极

编号：0501227 该专利是一种宽条阳极的管板式放电电极。它是由宽条阳极块沿阴极管排列组成的放电电极，在阳极块上方水冷阴极的上游设有一预放电针组与水冷阴极之间进行预放电，从而实现高气压下的大体积均匀放电。

电极结构对同轴型静电消除器放电性能的影响

离子风静电消除器放电电极模块由直流电压源和放电针(或者针组)组成,通过尖端高压电晕放电把空气电离出正、负离子,用于消除物料携带的静电荷。为了研究放电电极模块的放电特性,实验中通过调节圆柱形放电电极模块针座直径、放电针尖在针座内的深度,以及放电针的外接直流电源输出,研究放电模块结构对静电放电效果的影响,为放电电极模块设计提供数据支撑。实验结果表明:放电电极模块的放电性能与放电针针座直径、放电针在针座内深度以及限流电阻有关;针座直径d为20 mm的放电电极模块具有较佳的放电效果。另外,可利用多个放电电极模块并联使用以提高消电效果。

无电极放电灯的新进展

无极放电灯是新型放电灯 ,由于没有电极使该灯具有结构简单、高显色性、高光效和长寿命等特性。近年来对灯的进一步开发使灯应用更加广泛。无电极放电灯将发展成为 2 1世纪新的节能光源。本文主要介绍了无电极放电灯的种类、特性和新的进展。

单电极尖端放电等离子体NO_x还原特性试验研究

利用新型低能耗N2—NO系统单电极尖端放电等离子体NOx还原试验系统,得到了对实际多电极放电等离子体NOx脱除有指导意义的还原特性.在建立N2—NO系统单电极尖端放电等离子体NO还原试验系统的基础上,以电极极间电压表征电场物理特性,尖端距离表征电极几何特性,得到了电场物理特性及电极几何特性对活性N原子产生及脱硝率的影响规律.试验结果表明,脱硝率随尖端距离的增大而先增后减,随极间电压和气体停留时间的增大而增大,尖端距离是决定电极之间的电场强度和气流停留时间的关键几何变量.利用活性N原子的产生条件解释了放电外轮廓直径及电场强度随尖端距离变化的消长规律.

飞秒激光刻写FBG在电极放电下的光谱特性

采用电极脉冲电弧放电对紫外激光和飞秒激光刻写的光纤布拉格光栅(FBG)进行高温激励的研究,实验发现,紫外激光刻写的FBG,光栅透射谱大幅下降,光谱蓝移0.38 nm,飞秒激光刻写的FBG透射谱基本保持不变,光谱红移0.022 nm。特别是当电极在栅区中心位置放电时,光栅透射率上升达到最大,比无电极放电时大8 d B,表现出开关量特性。该特性在光纤开关量器件、光纤调Q激光器、新型光纤光栅解调与局部放电检测等领域具有潜在的应用前景。

石英板夹层中窄电极结构与材料对直流放电的影响

研究了一种石英板夹层窄电极放电装置的低气压直流放电过程,重点探讨了电极结构与电极材料对等离子体参数的影响,其中电极要求宽高为4mm,间距大于40mm。实验采用朗缪尔双探针法诊断,通过改变气压、放电功率等条件分析了电极结构对自制的直流等离子体放电装置的电子密度分布及电子温度的影响。结果表明:通过增加电极表面积,采取特殊的电极结构都可以有效地提高等离子体密度。实验中还发现,随着气压降低,正柱区逐渐缩小、等离子体密度沿电场方向变化趋于平缓,阳极的直流等离子体密度逐渐升高,这时等离子体空间分布均匀度提高,且在16Pa时取得最大值。