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電暈放電基本結(jié)構(gòu)及其分類形式

2022-10-14【

電暈放電又稱低頻放電,是一種氣體在不均勻電場(chǎng)中的局部自持放電。

常見的兩種電暈放電基本裝置如圖1.1所示,其中:電壓>15kV,頻率為20kHz~40kHz。外界大氣壓下,在曲率半徑很小的電極上加載高電壓時(shí),電極端電位增加。在尖端電極周圍,電場(chǎng)中存在顯著的空間不均勻性,導(dǎo)致該放電區(qū)域內(nèi)的場(chǎng)強(qiáng)高于氣體電離需要的場(chǎng)強(qiáng),誘發(fā)工作氣體電離,引發(fā)的氣體局部自持放電,甚至產(chǎn)生暈光。

電暈放電基本電極裝置

圖 1 .1電暈放電基本電極裝置  (H V—高壓電源; R—外電極半徑; r—內(nèi)電極半徑) ( A )針狀電極;( B )細(xì)線狀電極

電極的外形、施加電壓大小以及用于電離的背景氣體種類等均會(huì)影響電暈放電產(chǎn)生的等離子體性質(zhì)。電壓和電極所產(chǎn)生的非均勻電場(chǎng),對(duì)電子能量和密度具有重要影響,其中電極影響更為顯著。電場(chǎng)的不均勻性把主要的電離過程局限于局部電場(chǎng)很高的電極附近,這個(gè)區(qū)域被稱為電暈層或電離區(qū)域;在此外的區(qū)域,由于電場(chǎng)較弱導(dǎo)致不發(fā)生或很少發(fā)生電離,主要依靠正、負(fù)離子或電子的遷移運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)電流,此區(qū)域稱為遷移區(qū)域或外圍區(qū)域。

電暈放電具有以下分類方式:

1)根據(jù)高壓電暈電極的極性分為正電暈放電和負(fù)電暈放電。高壓電極陽極發(fā)生正電暈放電,高壓電極陰極則發(fā)生負(fù)電暈放電。

2)根據(jù)高壓電來源和頻率的不同,電暈放電可分為直流電暈放電、交流電暈放電和脈沖電暈放電:直流電暈放電是通過直流高壓產(chǎn)生的電暈放電;交流電暈放電是通過交變電壓產(chǎn)生的一種電暈放電形式;脈沖電暈放電是在高壓脈沖的作用下實(shí)現(xiàn)的局部放電。

電暈放電類型具有多種形式(圖1.2),對(duì)于針-板電極產(chǎn)生的正電暈,初始為爆發(fā)式脈沖電暈,隨著電壓的不斷升高,逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榱鞴怆姇?、輝光電暈和火花放電;當(dāng)產(chǎn)生負(fù)電暈時(shí),初始為特里奇脈沖電暈,繼而轉(zhuǎn)化為無脈沖電暈和火花放電。

電暈放電形式

圖 1 .2 電暈放電形式  1.爆發(fā)式脈沖電暈; 2.流光電暈; 3.輝光電暈; 4.火花放電; 5.特里奇脈沖電暈; 6.無脈沖電暈

1. Burst pulse corona; 2. Steamer corona; 3. Glow corona; 4 spark; 5. Trichy pulse corona; 6. Pulsess corona

電暈放電具有價(jià)格低廉,易于操作等優(yōu)點(diǎn),已被應(yīng)用于微生物凈化、表面處理等領(lǐng)域。電暈放電為弱電流放電,具有放電效率低、分布不均且等離子體能量低等特點(diǎn);同時(shí),由于電暈放電需高強(qiáng)度電場(chǎng),當(dāng)施以高電壓時(shí)易造成氣體間隙擊穿,使放電向絲狀轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致被處理物料的損壞。




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