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摘 要

滑动弧放电是一种常见的气体放电等离子体产生方式。上世纪90年代，人们发现了滑动弧等离子体在化学反应中的作用，如促进空气中有机污染物的降解，特殊气体的净化等，使得滑动弧放电受到越来越多国内外学者的关注。目前，国内外学者展开了大量研究，在合成气体的制取、挥发性有机物的降解、空气净化与废水处理等方面取得了显著成果。

本文对于不同电源激励下刀片滑动弧的放电特性进行了深入研究。本次试验选取了50Hz的工频交流电源和5kHz的高频交流电源作为激励源，选取了应用较普遍的刀片电极作为反应电极。论文分别从滑动弧的电气特性、光学特性和温度特性三个方面展开研究分析：通过电压电流波形图及计算得出的功率得出电气特性；通过放电光谱图和实物图分析得出光学特性；通过测温仪测得放电时的温度得出温度特性。

关键词：刀片滑动弧 工频交流电源 高频交流电源 电气特性 光学特性

Experimental study on discharge characteristics of blade gliding arc plasma under different power supply

Abstract

Gliding arc discharge is a common method of gas discharge plasma generation. In the 1990s, people discovered the role of gliding arc plasma in chemical reactions, such as promoting the degradation of organic pollutants in the air, the purification of special gases, etc., making the gliding arc discharge received more and more attention from scholars domestic and foreign. At present, scholars from domestic and foreign countries have carried out a lot of research and achieved remarkable results in synthetic gas production, degradation of volatile organic compounds, air purification and wastewater treatment, etc.

In this paper, the discharge characteristics of the blade gliding arc under different power supply excitation are studied in depth. A 50 Hz AC power supply and a 5 kHz high-frequency AC power supply were selected as the excitation sources, and the more commonly used blade electrode was selected as the reaction electrode. The article is divided into three aspects: electrical characteristics, optical characteristics and temperature characteristics of the gliding arc: electrical characteristics from the voltage and current diagram and the calculated power; optical characteristics from the discharge spectrogram and the physical diagram; temperature characteristics from the temperature of the discharge measured by the thermometer.

Key words：blade gliding arc；Industrial frequency AC power supply；High Frequency AC Power；electrical characteristics；optical characteristics

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 放电等离子体 1

1.1.1气体放电 1

1.1.2等离子体 1

1.2 常见放电等离子体产生方式 2

1.2.1辉光放电 2

1.2.2电晕放电 2

1.2.3介质阻挡放电 2

1.2.4弧光放电 3

1.3 滑动弧等离子体 3

1.4 国内外研究现状 5

1.5 本文主要研究内容 9

1.5.1 实验系统的设计 10

1.5.2 数据测量 10

1.5.3 数据分析 10

第二章 实验平台搭建及诊断方法 11

2.1实验装置及测量系统建立 11

2.1.1反应装置 11

2.1.2激励电源 12

2.1.3试验设备 13

2.1.4试验系统搭建 16

2.2放电诊断方法 17

2.2.1 电气特性分析 17

2.2.2光学特性分析 17

2.2.3温度特性分析 17

2.3本章总结 17

第三章 工频交流刀片滑动弧放电特性研究 19

3.1 外加电压对电学特性的影响 19

3.1.1外加电压对滑动弧电压的影响 21

3.1.2外加电压对滑动弧电流的影响 22

3.1.3外加电压对滑动弧功率的影响 22

3.2 外加电压对光学特性的影响 23

3.3 外加电压值对热力学特性的影响 27

3.4本章小结 27

第四章 高频交流刀片滑动弧放电特性研究 29

4.1 外加电压对电学特性的影响 29

4.2 外加电压对光学特性的影响 31

4.3 外加电压值对反应器温度的影响 34

4.4 本章总结 35

第五章 不同激励源下滑动弧放电特性比较 36

5.1 频率对电学特性的影响 36

5.2 频率对光学特性的影响 36

5.3 频率对热力学特性的影响 37

第六章 结论 38

参考文献 39

致谢 41

第一章 绪论

1.1 放电等离子体

1.1.1气体放电

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