大气压非平衡等离子体射流活性粒子产生机制

大气压非平衡等离子体中的高能电子和大量活性粒子如O、OH等能够同污染物发生反应,达到促进污染物降解的目的。因此通过数值模拟和实验的方法对大气压脉冲直流等离子体射流推进以及OH产生机理进行了研究。模拟结果表明:介质管内表面附近形成的鞘层将等离子体通道和介质隔离开来,介质边缘的强电场增强了气体混合区域的电离,因此射流头部呈现出环状结构。Penning电离在电离过程中起主导作用并提高了等离子体通道的电导率。电子分解水分子,电子和水离子的复合以及O(1D)分解水分子是产生OH最主要的3个反应,其中电子分解水分子在3者中作用最大。工作气体中掺入额外的N2、O2和水蒸气能够小幅度提高OH的密度是因为Penning电离增加了电子密度。由于空气的扩散,尽管掺入水蒸气能够使管内OH密度有显著提高,该方法对提高管外OH密度效果并不明显。选择合适的脉冲周期数是控制射流活性的有效手段。