气液两相和液相混合放电装置设计及特性研究文献综述

 2021-10-28 20:33:59

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一.课题研究背景及其意义气液两相放电作为产生非平衡态等离子体的主要手段之一,可在液面附近产生包含大量OH、O等具有极高氧化势的活性氧基团的等离子体, 被广泛应用于生物医学、材料合成、工业废水处理等领域,并取得了一定的成果。

在这些应用中,等离子体及液体中的活性粒子发挥着重要作用,因此,气液放电的应用研究大部分致力于提高水中活性粒子的产生效率。

目前用于产生气液放电的装置主要有两大类,一是液面上方的气体放电,二是液相中的气泡放电。

第一类放电装置主要是在气相中发生放电,产生的等离子体传质进入液体中,发生进一步的化学反应,这类反应器的优点是对电源要求相对较低、放电稳定性易控制,而缺点则是产生等离子体在传质进入液体的过程中存在着较大的损耗,在液体中进一步产生化学反应的效率需要进一步提高。

第二类装置放电主要发生在液体中,产生的等离子体直接存在于液体中,传质过程中的损耗大大降低,提高了液体中产生活性粒子的效率,但是这类装置的电极位于液体中,极易发生腐蚀,无法长期稳定运行。

此外,液体的击穿电压远高于气体,对驱动电源的要求相对较高。

因此,综合两种类型反应器的优缺点,设计一种能够同时在气液两相和液相中发生放电的装置,对于气液放电的应用具有重要意义。

二.国内外研究现状1.气液放电的分类和产生气液放电通常是指放电等离子体直接或间接作用于液相的放电过程。

根据放电发生的位置或等离子体产生的区域,气液放电的电极结构主要有两大类,一是液面上气液放电结构,二是气液混合相放电结构。

其中液面以上的气相放电包括射流-液体放电(图1a)、液体电极气相放电(图1b)、液面上沿面放电(图1c),而气液混合相放电结构包括气溶放电或者雾化放电(图1d)和液相气泡放电(图1e)。

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