同轴大间隙介质阻挡放电低温等离子体放电特性理论分析和实验研究--毕业论文

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1、JIANGSUUNIVERSITY本科毕业论文同轴大间隙介质阻挡放电低温等离子体放电特性理论分析和实验研究TheoreticalAnalysisandExperimentalResearchonCharacteristicsofDielectricBarrierDischargewithCoaxialElectrodeandLargeGasGap学院名称：汽车与交通工程学院专业班级：动力机械工程及自动化学生姓名：指导教师姓名：指导教师职称：2009年5月同轴大间隙介质阻挡放电低温等离子体放电特性理论分析和实验研究专业班级：学生姓名：指导教师：职称：摘

2、要随着汽车保有量不断增加，汽车尾气排放引起的污染成为亟待解决的环境问题。柴油机因其动力性好、油耗低等特点，其应用范围不断扩大。微粒PM(ParticulateMatter)和氮氧化物(NOx)的去除成为柴油机尾气处理研究的重点。低温等离子体(NTP：Non-thermalPlasma)技术处理汽车尾气排放是一项应用前景广阔新兴技术，具有能耗低、效率高、无二次污染等特点。低温等离子体发生装置是该技术成功运用的关键环节，介质阻挡放电(DBD：DielectricBarrierDischarge)因其结构简单、成本低、效率高等特点成为NTP主要发生方法。作

3、为应用基础研究，本文结合实验与静电场理论、气体击穿理论，研究了同轴大间隙DBD装置结构参数对放电特性的影响。为了以后研究NTP协同催化技术同时去除PM和NOx，本研究向放电间隙中填充γ-Al2O3介质球。介质球主要作用是，用来吸附颗粒以便NTP对颗粒物作用，作为催化触媒的载体以同时处理NOx。本文分析了等离子体形成的微观机理，建立了基于Lissajous图形法的实验平台，对同轴大间隙DBD装置结构参数对放电特性的影响进行了系统的实验研究，提出了一种基于实验的DBD功率模拟计算方法并通过实验验证了其精准性。最后研究了γ-Al2O3介质球对放电起始电压和

4、放电功率的影响。结果表明，大间隙DBD装置内电极直径较小时发生电晕放电，介质电容随外加电压增大而减小，当放电间隙到达临界值时，随外加电压增加先增大后减小；放电可持续状态下，气隙电容随放电间隙的增大而减小；气隙电容和介质电容存在一个数量级的差异，放电时总电容主要取决于气隙电容。放电间隙保持不变的情况下，同一外加电压内电极直径越大，放电功率越大。放电功率与间隙的关系并不单调，存在一个临界间隙值，小于该值时，放电功率随间隙增大而增大；大于该值时，同一外加电压下放电功率随间隙增大而减小。γ-Al2O3介质球能有效降低放电起始电压、强化场强和放电功率，介质球半

5、径越小，效果越显著。关键词：同轴大间隙低温等离子体介质阻挡放电放电特性ExperimentalResearchonCharacteristicofDielectricBarrierDischargewithCoaxialElectrodeandLargeGasGapAbstractAstherapidincreasingofinventoryofautomobiles,exhaustemissionfromvehicleshasgivenrisetoaseriousenvironmentalproblemthatdemandsurgentsoluti

6、on.Thedieselengineisexpandingit’sapplicationfieldforit’sgoodpowerperformance,littlefuelconsumptionandothermerits.RemovalofPMandNOxhasbecomethekeypointofdieselemissioncontrol.ApplicationofNTP(non-thermalplasma)toremovingvehicleemissionisanewkindoftechnologywithbrighteningprospec

7、t,whichneedslesspower,hashighefficiencyandbringsnosecondarypollution.ThedevelopmentofNTPgeneratingdeviceisthecruxofthistechnology.Dielectricbarrierdischarge(DBD)hasbecomeoneofthemostimportantwaytogenerateNTPforitssimplestructure,lowcostandhighefficiency.Asfundamentalresearchbas

8、edontheoryofelectrostaticfieldandaerialdischargeandexp