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電暈放電基本結構及其分類(lèi)形式

2022-10-14【

電暈放電又稱(chēng)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(jiàn)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?chē)?,電?chǎng)中存在顯著(zhù)的空間不均勻性,導致該放電區域內的場(chǎng)強高于氣體電離需要的場(chǎng)強,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—內電極半徑) ( A )針狀電極;( B )細線(xiàn)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(lèi)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),對電子能量和密度具有重要影響,其中電極影響更為顯著(zhù)。電場(chǎng)的不均勻性把主要的電離過(guò)程局限于局部電場(chǎng)很高的電極附近,這個(gè)區域被稱(chēng)為電暈層或電離區域;在此外的區域,由于電場(chǎng)較弱導致不發(fā)生或很少發(fā)生電離,主要依靠正、負離子或電子的遷移運動(dòng)傳導電流,此區域稱(chēng)為遷移區域或外圍區域。

電暈放電具有以下分類(lèi)方式:

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

2)根據高壓電來(lái)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(guò)直流高壓產(chǎn)生的電暈放電;交流電暈放電是通過(guò)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)現的局部放電。

電暈放電類(lèi)型具有多種形式(圖1.2),對于針-板電極產(chǎn)生的正電暈,初始為爆發(fā)式脈沖電暈,隨著(zhù)電壓的不斷升高,逐步轉變?yōu)榱鞴怆姇?、輝光電暈和火花放電;當產(chǎn)生負電暈時(shí),初始為特里奇脈沖電暈,繼而轉化為無(wú)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(wú)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度電場(chǎng),當施以高電壓時(shí)易造成氣體間隙擊穿,使放電向絲狀轉化,導致被處理物料的損壞。




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