论文摘要
介质阻挡放电(DBD)可以产生大面积非热平衡等离子体,在材料表面处理,生物杀菌,污染治理等方面具有良好的应用前景,近年来成为国内外学者研究的热点。本研究采用不同规格的不锈钢丝网实现了空间周期性边界条件的变化,研究了丝网尺寸、电压、频率、气压对放电的影响,并采用丝网辅助气液两相体DBD进行了靛蓝模拟废水处理。实验发现当网孔尺寸大于250μm时,微放电沿丝网规则分布,当网孔尺寸小于200μm时,微放电随机分布。随着电压和频率的升高,放电变强;随着气压的降低,起始放电电压降低,放电外貌变得弥散。在0.25Mpa氩气中观察到了明显的主峰现象,根据放电照片和电流波形推测认为,电极中心区域,电场比较均匀,属于辉光放电,形成电流主峰;而电极周围由于场强畸变,发生丝状放电,在电流主峰上迭加小峰。采用丝网电极结构,电流波形存在明显的极性效应。分析表明,由于非对称的电极结构使得在电压的正负半周放电强弱不同,进而电流波形不同。本文通过各电极结构在不同频率、电压情况下的电流波形分析,发现随着电压和频率的升高,极性效应减弱。分析了壁电荷、空间电荷和电晕放电对极性效应的影响。提出了适合本实验装置的DBD仿真模型,研究了产生极性效应的机制,认为壁电荷、空间电荷和电晕会在电压的正负半周使得气体间隙的电导率不同,相当于仿真模型中电阻不同,很好的仿真出跟实测数据一致的结果。通过丝网辅助DBD水处理实验研究,发现丝网的加入能够使得放电规则分布,当丝网密度小于5mm,放电变得随机。利用该实验装置进行了靛蓝废水处理,发现放电两分钟处理效果最明显。这为利用介质阻挡放电进行工业废水处理提供了一种新途径;其特殊的两相体形式,还可用于废气处理。