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大气压射频放电中放电参数对活性粒子影响的数值模拟研究
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:高电压技术
  • 时间:2016
  • 页码:428-438
  • 期号:02
  • 便笺:42-1239/TM
  • 分类:F407.61[经济管理—产业经济]
  • 作者地址:山东大学电气工程学院;华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室;
  • 作者机构:[1]山东大学电气工程学院,济南250061, [2]华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室,武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金(11375107;51307103); 强电磁工程与新技术国家重点实验室开放基金(2015KF008)
作者: 张远涛;王冠;
中文摘要:

大气压射频放电是人们比较关注的气体放电形式,在合适的放电条件下,其产生的低温非平衡等离子体中可以产生大量的活性粒子,如何优化与调控这些活性粒子的产生与分布是实际应用中,特别是与环境相关的应用中人们非常关心的问题。因此数值求解了描述大气压射频等离子体的流体模型,研究了放电频率、放电间隙及脉冲调制对大气压射频等离子体中活性粒子的影响。计算结果表明,在相同的功率下,过高的放电频率(〉20 MHz)会抑制活性粒子的产生,而较小的放电间隙(〈1 mm,即在微等离子体范围内)则有助于提高活性粒子的数密度;通过选取合适的调制频率与占空比,借助于脉冲调制的方式在大气压射频放电中可以有效的调控活性粒子的产生,并降低功率消耗。研究结果可对大气压射频放电中活性粒子的应用提供一定的理论指导。

英文摘要:

Atmospheric radio-frequency (RF) discharge draws increasing attention in recent years.With certain settings, low-temperature non-equilibrium plasmas can generate plenty of reactive oxygen species (ROS). How to optimize and modulate the generation and distribution of ROS is essential for RF plasmas' industrial applications, especially their biomedical and environmental applications. Because of this, we established a one-dimensional fluid model of atmospheric RF discharge and used it to investigate the influences of driving frequency, electrode spacing and pulse modulation on the ROS in RF plasmasgenerated from He/O2 mixtures. The computational results show that, under a given discharge power condition, as the frequency increases, especially above 20 MHz, the generation of ROS is suppressed; a small electrode gap (〈1 mm, in the regime of microplasma)is helpful to increasing the ROS's number density under a constant power condition. By choosing appropriate modulation frequencies and duty cycles, the production of ROS can be effectively optimized with reduced power consumption.The results can be used as a theoretical reference for applications of ROS generated in atmospheric RF discharges.

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期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35984