脉冲介质阻挡放电臭氧产生的动力学模拟

发布时间：2017-12-05 15:29

  本文关键词：脉冲介质阻挡放电臭氧产生的动力学模拟

  更多相关文章： 臭氧 平板型 脉冲介质阻挡放电 数值模拟 时空分布

【摘要】：臭氧由于强氧化性且利用后无有害的二次产物产生,已广泛应用于工业的各个领域。但由于其产率极低,从而限制了臭氧技术在许多方面的应用。为此,降低臭氧产生能耗已是国内外学者面临的巨大挑战。本文分别对氧气源与空气源下,平板脉冲介质阻挡放电产臭氧进行数值模拟,研究其粒子与流光的时空分布,为提高臭氧产率和后续购置实验设备进行检测提供一定指导。具体如下:(1)以平板介质阻挡放电臭氧发生器结构为基础,简化并建立放电区域,划分适当的网格,引入电子能量密度守恒方程建立合适的数学模型,分别选取氧气源与空气源下产臭氧的重要化学反应式建立动力学模型进行计算。将模拟所得臭氧浓度随脉冲峰值电压的变化曲线与实验结果比较,证明模型的正确性。(2)在脉冲峰值电压为9k V时,氧气源下放电中主要存在的正离子、负离子和激发态粒子分别为O2+、O3-和O2(1Σ+g);得到脉冲上升率的提高有利于臭氧的产生。空气源下放电中主要存在的正离子、负离子和激发态粒子分别为O2+、O3-和O2(1△g);臭氧密度达到峰值时其值约为2.38×1021m-3;N2O是主要的氮氧化物粒子。并与其它论文相比较,进一步证明本文模型的正确性。(3)在电子雪崩达到一定程度即将转化成流光的时刻,氧气源与空气源下,电子密度在阳极区域呈指数型增长,其它带电粒子的空间分布与电子的空间分布类似,而在阳极区域粒子密度的震荡是由于电子与重粒子碰撞消耗能量,需要一定的弛豫时间得到足够的能量进行下一次的能量传递。(4)随着电子雪崩的发展,放电间隙阳极出现流光并向阴极发展,得到氧气源下流光传播速度为5.56×104m/s;空气源下流光传播速度为5.26×104m/s。(5)分析主要粒子在流光传播时的空间分布。氧气源下主要粒子(e、O2+、O、O3)密度在流光头处持续增大;电离与激发反应随着流光的发展而逐渐加剧,O2+、O和O3粒子密度在放电空间整体呈上升趋势。空气源下主要粒子(e、O2+、N2+、O、O3、N2(A3Σ)和N2O)随着流光的传播开始向阴极发展;且在流光传播结束阶段,e和N2+粒子最大值出现在流光头处;O2+、O、O3、N2(A3Σ)和N2O粒子的密度最大值出现在阳极附近。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ123.2;O461

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 吴韬;;浅谈水厂臭氧技术的应用及注意事项[J];广东科技;2007年15期

2 黄塔;蒋世明;吴晓歌;邱潇潇;翟琦;吴巍;;超声联合臭氧技术处理化纤废水的实验研究[J];科技资讯;2007年32期

3 彭鑫;;臭氧治病能否“药到病除”?[J];发明与创新(综合科技);2011年02期

4 杨春;胡兆吉;魏林生;;放电等离子体臭氧发生技术研究现状与进展[J];高压电器;2010年09期

5 ;可供转让与合作开发的科技项目荟萃[J];科技与经济;1997年05期

6 张继红;臭氧技术及其在洗衣机的上应用[J];安徽科技;1999年05期

7 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 马晓蕾;潘慧鑫;;臭氧冲洗仪的研制[A];天津市生物医学工程学会2008年年会暨首届生物医学工程与临床论坛论文集[C];2008年

2 邸伟;潘玉;;基于臭氧技术的食品安全相关问题研究[A];2007年学术年会论文集[C];2007年

3 潘玉;刘礼善;邸伟;;臭氧技术在食品工业中的应用与灭菌机理研究[A];2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C];2006年

4 潘玉;刘礼善;邸伟;;臭氧技术在食品工业中的应用与灭菌机理研究[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集（下册）[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 王翰林 实习生 周冬敏;低空臭氧多了是祸害[N];科技日报;2001年

2 本报记者　 韩金池;臭氧家电产品市场整顿在即[N];中国工业报;2006年

3 邵奎;济南双舟公司研制出臭氧保鲜技术[N];中国食品质量报;2004年

4 本报记者 刘绍仁;臭氧技术研究与应用取得进展[N];中国环境报;2001年

5 张宪春;臭氧产业　市场潜力大？[N];中华工商时报;2004年

6 本报记者 尤颖;冯纯乙：用臭氧打造无菌世界[N];江苏经济报;2012年

7 本报记者　 黄维政;果蔬解毒机功能宣传夸张消费尚须谨慎[N];中国消费者报;2006年

8 本报记者 王峰;臭氧家电 健康使用[N];中国消费者报;2003年

9 本报记者　 郭薇;臭氧技术将受到重视[N];中国环境报;2006年

10 本报记者 康韧;臭氧将使饮用水更纯净[N];中国环境报;2001年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 吴聪;含氧混合气体射流放电臭氧发生特性研究[D];大连理工大学;2015年

2 彭邦发;脉冲介质阻挡放电臭氧产生的动力学模拟[D];南昌大学;2016年

3 李艳菊;室内臭氧污染变化规律研究[D];天津大学;2005年

4 张国平;高频介质阻挡放电产生臭氧的实验研究[D];浙江大学;2007年

5 宋超;臭氧发生设备故障分析及诊断方法的研究[D];大连理工大学;2013年

6 房小健;紫外线联合臭氧催化对室内空气动态消毒的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

7 周乃宝;不同浓度医用臭氧对大鼠星形胶质细胞影响的体外观察[D];山东大学;2008年

，

本文编号：1255305