网电极沿面介质阻挡放电等离子体润湿性改性及清洗性能研究

目的针对大气压等离子体装置存在的等离子体面积小、温度高及均匀性差等问题,研发一种网电极沿面介质阻挡放电装置和等离子体清洗平台。方法通过静电场仿真和实验,优化装置的结构参数,通过分析放电波形探究装置的放电特性。最终确定网孔的对角线尺寸为6 mm,采用厚度为0.3 mm的云母片作为介质材料。通过清洗平台对涂有润滑油的玻璃表面和铝片表面进行清洗实验,并通过AFM、SEM、EDS对清洗前后的表面形貌和元素组分进行分析,探究等离子体清洗机理。结果放电装置的电场强度和放电功率与网孔尺寸、介质材料的相对介电常数及放电电压呈正相关,与介质厚度呈负相关,放电装置的放电功率随着频率的增加呈先增大后减小的趋势,样品表面接触角随着电压的增大显著降低,随着放电频率的增加呈先减小后增大的趋势,并在5.29 kHz时达到最大放电功率(79 W)。通过试验得到了玻璃的最优清洗参数,电压峰值为11.52 kV,放电频率为5.29 kHz,处理距离为0.3 mm,处理时长为20 min,样品移动速度为2 mm/s。得到了铝片的最优清洗参数,放电电压峰值为11.60 kV,放电频率为5.29 kHz,处理距离为0.3 mm,处理时长为30 min,样品移动速度为2 mm/s。结论从润湿性改变、光学显微镜照片、扫描电镜、原子力显微镜及表面元素的角度对样本表面的油污进行检验,经检验发现,样品表面的油污被去除,并显著改善了其润湿性。等离子体清洗以化学反应为主,可在不对表面造成损伤的前提下去除表面有机污染物。

新型驻电极空气净化装置容尘性能模拟研究

该新型净化装置由驻电极集尘模块和针尖放电模块组成,空气中的颗粒物荷电后在集尘通道中被捕集。利用多物理场数值分析软件COMSOL模拟了集尘通道内的流场、静电场、粒子迁移轨迹。结果表明:容尘不改变流场,但改变静电场的分布;容尘后电荷不断累积在集尘极板表面,形成反电场并减弱原有场强,从而削弱对粒子的捕集能力,造成装置的一次通过效率下降;在大多数容尘时间内,模拟得到的净化效率与实验结果基本保持一致,模型具有较好的准确性。

新型驻电极空气过滤器容尘性能实验研究

新型驻电极空气过滤器的容尘性能实验结果显示,其初始阻力在1.0 m/s和2.5 m/s迎面风速下分别为14Pa和60 Pa,且阻力容尘后基本不变,初始PM2.5过滤效率分别为99.8%和97.6%。容尘过程中效率衰减缓慢,使用一段时间后PM2.5过滤效率仍在90%以上和50%以上,清洗后效率有较大提升。无明显臭氧产生,针尖放电高压稳定,功率较小仅为15W。