大气压宽径向空气等离子体射流装置的设计、实验和仿真研究

作     者：李文浩 褚向前 赵世奇 方应翠 Li Wenhao;Chu Xiangqian;Zhao Shiqi;Fang Yingcui

作者机构：合肥工业大学真空与过程装备系 

基　　金：国家自然科学基金项目(NO.11674081) 安徽省自然科学基金项目(NO.1708085MA11) 

出 版 物：《真空科学与技术学报》 (Chinese Journal of Vacuum Science and Technology)

年 卷 期：2019年第39卷第5期

页      码：420-428页

摘      要：大气压空气等离子体射流(空气APPJ)能够在开放的大气环境中产生高活性低温等离子体,在细菌灭活、材料表面处理和生物医学应用等方面有广泛应用前景,但是目前空气放电击穿电压高,放电稳定性较差,射流长度较短、径向尺寸小等限制了它的应用。为了降低放电电压及维持放电稳定性,本文在高压电极上包裹一层介质,设计出一种介质包覆的针-金属喷嘴结构的空气APPJ枪,利用COMSOL的静电场模块对枪体的电学特性进行仿真,研究针尖曲率半径、电极间距以及针电极直径等参数对电势和电场的空间分布的影响,发现针尖曲率半径对于场强最大值有较大影响。据此,选择合适的参数,设计并制备了枪体。该枪在交流驱动下能够稳定放电,APPJ径向尺寸3 mm左右、长度达到17 mm。分析了射流长度、功率和气体温度随气流流速的变化,并与氮气和氩气放电进行了比较,其放电参数与氮气基本相当,与氩气相比,放电功率大,温度高,但射流长且径向尺寸宽,更适合活性反应场合的应用。

主 题 词：大气压等离子体 等离子体射流 放电特性 数值模拟 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 07[理学] 08[工学] 070204[070204] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.13922/j.cnki.cjovst.2019.05.11

馆 藏 号：203673219...