大气压便携式电晕和电火花空气等离子体射流的装置研究

论文摘要

大气压等离子体射流是当前国内外的热点研究领域之一。产生大气压等离子体射流的方法有多种,本文首先对比不同射流产生方法及其特点,优选出电晕放电和火花放电作为研究对象,研制出两种便携式的等离子体射流装置。主要工作如下:一、便携式电晕放电装置:首先,通过改变电压、电极间距等方式来改变放电喷射出的等离子体射流的强度。研究发现该装置喷射出的等离子体射流强度较弱,电晕放电的等离子体射流含有大量的臭氧(人体长时间吸入臭氧,会危害健康)。为了克服此缺点,紧接着研制了火花放电装置。二、便携式火花放电装置:与电晕空气放电装置相比,火花空气放电装置的最大优点是等离子体射流臭氧含量很少而射流强度显著增强。这是由于火花放电装置在放电的过程中会释放出较强焦耳热,放电装置腔体内部的等离子体气体温度很高(约8286℃),在这高温下臭氧被快速分解。另外,使用高速像机拍摄了火花放电等离子体激波射流纹影,用热电偶测量了射流温度。结果表明激波效应使得喷出的等离子体射流气体温度从约44℃迅速降至室温,因而对人体没有热损害。三、重点对便携式火花放电装置的等离子体射流特性做了研究:(1)等离子体射流长度的影响因素。通过改变放电条件,研究不同电压、不同放电间距等对等离子体激波射流长度的影响。研究结果表明,随着电压值的变化,等离子体射流长度呈正比例变化;放电间距不同等离子体激波射流的长度也影响较大;得出最佳放电条件为5000V和2 mm。(2)等离子体射流的生物医学效应初探。使用高速像机拍摄了等离子体射流作用于猪皮组织的影像。结果表明火花放电的光辐射能够穿透6mm的猪皮组织,且透过组织的光还能激发多级光电离;显示出高能光子的强度较高,强高能光子能够活化组织细胞、杀菌消炎,进而促进伤口愈合。另一方面,使用光谱仪测定的光谱揭示等离子体射流的主要成份为一氧化氮。若一氧化氮溶解到组织液内,则能够促进细胞的免疫机制激活、抗感染、促进伤口愈合及减少愈后疤痕等有益生物医学效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 研究背景
•   1.2 不同等离子体射流方式的特点
•   1.3 选择电晕放电和电火花放电研究的原因
•   1.4 本文主要的工作
• 第二章 电晕和电火花放电
•   2.1 电晕放电
•     2.1.1 电晕放电现象
•     2.1.2 电晕放电的机理
•   2.2 火花放电
•     2.2.1 火花放电现象
•     2.2.2 火花放电的流光理论
•   2.3 本章小结
• 第三章 电晕放电装置及数据处理
•   3.1 电晕放电装置
•   3.2 电晕放电的特征及放电效果
•   3.3 放电电流的波形
•   3.4 不同因素对放电效果的影响
•     3.4.1 不同间距对放电效果的影响
•     3.4.2 接触不同介质对放电效果的影响
•     3.4.3 手与玻璃圆管前端不同距离对放电效果影响
•     3.4.4 不同电阻对放电效果的影响
•   3.5 本章总结
•     3.5.1 放电效果的影响因素
•     3.5.2 实现电晕射流装置的难点和解决办法
• 第四章 电火花放电装置的特性研究
•   4.1 火花放电装置
•   4.2 放电时的特征
•   4.3 电压电流波形分析
•   4.4 放电效果的影响
•     4.4.1 不同电压对放电效果的影响
•     4.4.2 小号放电装置对射流效果的影响
•   4.5 等离子体激波射流放电激光纹影
•   4.6等离子体对皮肤实验
•   4.7 等离子体激波射流光谱分析
•   4.8 本章总结
•     4.8.1 内容总结
•     4.8.2 实现火花射流装置的难点及解决办法
• 第五章 总结与展望
•   5.1 本文总结
•   5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 本论文图表清单
• 攻读硕士期间发表的论文和专利

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周本宽

导师: 陈兆权

关键词: 火花放电,电晕放电,等离子体射流

来源: 安徽工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 安徽工业大学

分类号: O53

DOI: 10.27790/d.cnki.gahgy.2019.000282

总页数: 66

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