大气压气液纳秒脉冲放电电气特性研究

孙明 潘文军 曹旭俊

摘要：为进一步了解大气压气液纳秒脉冲放电的电气特性，自行研制喷嘴-板-筒式反应器，研究纳秒负脉冲气液两相放电中喷嘴电极与接地板-筒电极间距、鼓气流量、喷嘴直径、脉冲重复频率和放电时间等对起始放电电压、电流波形的影响。结果表明：起始放电电压的主要影响因素为两极间距;不同鼓气流量对起始放电发生的影响可能表现为抑制或促进;起始放电电压、电流绝对值随着脉冲重复频率的增加而略有上升。实验中水溶液电导率随放电持续时间延长而增大，表明活性粒子数量增加。

关键词：  纳秒脉冲放电; 电气特性; 起始放电电压; 活性粒子; 气液

中图分类号：  O521+.21

文献标志码：  A

Research on electrical characteristics of gas-liquid phase

nano-second pulsed discharge at atmospheric pressure

SUN Minga， PAN Wenjunb， CAO Xujunb

（a.College of Arts & Sciences; b.Logistics Engineering College，

Shanghai Maritime University， Shanghai 201306， China）

Abstract： In order to learn more about the electrical characteristics of gas-liquid nano-second pulsed discharge at the atmospheric pressure， the self-developed reactor with the nozzle-plate-cylinder electrode is adopted. The effects of the distance between the  nozzle  electrode and the ground plate-cylinder electrode， the gas flow， the diameter of the nozzle，the pulsed repetition frequency and the duration time of the discharge on the onset discharge

voltage and  current wave forms  are investigated in the nano-second negative pulse gas-liquid two-phase discharge. The results show that the effect of the distance between the twoelectrodes on the onset discharge voltage is important， the effect of different gas flow on the occurrence of onset discharge may be inhibited or promoted， and the absolute values of the onset discharge voltage and current increase slightly with the increase of the pulse repetition frequency. In the experiment， the electrical conductivity of aqueous solution increases with the duration time of discharge， indicating that the number of active particles increases.

Key words： nano-second pulsed discharge; electrical characteristic; onset discharge voltage; active particle; gas-liquid

收稿日期： 2020-09-05

修回日期： 2020-12-17

作者简介：

孙明（1975—），女，吉林松原人，教授，博士，研究方向为高电压技术及应用，（E-mail）mingsun@shmtu.edu.cn

0 引 言

大气压纳秒脉冲放电技术具有所需设备占地面积小、不会产生二次污染等优点，在材料改性[1]、等離子体助燃[2]、清洁能源[3]、废水处理[4]等领域的应用成为研究热点。相关研究可概括为：气相脉冲放电过程的粒子模拟[5];液相放电羟基等活性粒子的生成及影响因素[6]、活性粒子的发射光谱诊断[7]及放电电气特性对放电等离子体生成和水处理的影响[8];气液两相脉冲放电等离子体的诊断及对微生物的灭活应用[9]。而对气液纳秒脉冲放电特性的实验研究成果多侧重于单独的气相或液相的放电机理或气液两相放电等离子体的应用效率提高方面。……