一種新型的DBD大氣壓低溫等離子體射流.pdf

1、大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文一種新型的DBD大氣壓低溫等離子體射流姓名：孫姣申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：等離子體物理指導(dǎo)教師：馬騰才;張家良20050601一種新型的D B D 大氣壓低溫等離子體射流C h a r a c t e r i z a t i o n o f a N o v e l D B D A t m o s p h e r i c P r e s s u r e C o l dP l a s m a J e tA b s t

2、r a c tA n o v e l d i s c h a r g e s c h e m e t og e n e r a t ea t m o s p h e r i c p r e s s u r e c o l d p l a s m a j e t a tm i l l i m e t e rs c a l e i sp r e s e n t e d i nt h i s p a p e r ．T h e d i s c

3、h a r g e i se a s y t oi g n i t ea n d s u s t a i nv i a a c o —a x i a lc o l u m n a r D i e l e c t r i c B a r r i e r D i s c h a r g e c o n f i g u r a t i o n a n d t h e r e s u l t a n t p l a s m a j e t t

4、h a t c a r lb ee a s i l y p r o d u c e d w i t h h i g h r e p e a t a b i l i t y i s h i g h l y s t a b l e ．T h es c h e m e c o n f i g u r a t i o n i s d e s i g n e d t ob e a p t f o r m u l t i p l i c a t i

5、 o n a n d i n t e g r a t i o n , b y w h i c h a p l a s m a j a t a r r a y C a l lb e a c h i e v e d t oo b t a i nl a r g e s c a l e p l a s m a a ta t m o s p h e r i c p r e s s u r e ．T h e c o l d p l a s m a

6、j e t h a s b e e n a c h i e v e d i nS O m ew o r k i n g g a sf l o w s ( s u c h a s A r , H e ，N 2 ．) a ta t m o s p h e r i c p r e s s u r e w i t h c a p i l l a r y d i e l e c t r i cb a r r i e rd i s c h a r

7、g e ( D B D ) ．S t e a d y n o n - e q u i l i b r i u m p l a s m a j e t s a r e o b t a i n e d i I la c a p i l l a r y d i s c h a r g e t u b e ( 1 0 0 m ml o n g ，7 m m ，4 m m 缸o(hù) u t e r a n d i n n e rd i a m e t

8、 e r ) f e d w i t h g a s f l o w s o f A r , H e ，N 2 ．，d r i v e n b y ap o w e r s o u r c e w i t h 1 2 K V p e a k v o l t a g e a n d a d j u s t a b l e f r e q u e n c y i nr a n g e o f 3 0 —5 0 k H z ．T h es p

9、 a t i a l p r o f i l e o f t h e p l a s m a j e t s h a v e b e e n i n v e s t i g a t e d w i t h r e s p e c t t od i s c h a r g e c o n d i t i o n so fv o l t a g e a n d g a s f l o w i n g v e l o c i t y t h

10、r o u g h i m a g i n g t h e i r s p a t i a l o p t i c a le m i s s i o n d i s t r i b u t i o nb y av i d e o C C D c a m e r a ．T w od i f f e r e n t n m n i n g m o d e s a r e i d e n t i f i e d ，o n eo f w h i

11、 c h i st h e D B D a r e ai I lf l o w i n g w o r k i n g g a sa n d t h eo t h e r i st h e p l a s m a j e t r e g i o n f o r m e d o u t s i d e t h e c a p i l l a r y s p o u t ．I n D B D a r e a , f i l a m e n

12、t a r y d i s c h a r g e c a n b e o b s e r v e d i n s t a g n a t i n g g a s ，b u t a t r a n s i t i o n t o g l o w —l i k ed i s c h a r g e w i l lO C C u r w h e n g r a d u a l l y s p e e d u p g a s f l o w

13、t os o m e c r i t i c a lv e l o c i t y f o r c e r t a i nk i n d o f w o r k i n g g a s ．T h e p l a s m a j e t s w i l lf o r m n e a r t h e c a p i l l a r y e x i tw h e n t h e g a s f l o w i sa b o v e t h e

14、 c r i t i c a lv e l o c i t y , w h i c h t a k e o n a n a p p e a r a n c e l i k ea c o n i c a l f l a m e a n d w h o s e l i g h te m i s s i o n i n t e n s i t y v a r i e sa l o t a td i f f e r e n tf l o w i

15、 n g v e l o c i t y a n d f o r d i f f e r e n t w o r k i n g g a s e s ．T h ec r i t i c a l v e l o c i t i e so f 心，H e ，N 2 w o r k i n g g a s e s h a v e b e e n i d e n t i f i e d t ob e i nr a n g e o f 3 —8

16、m ／sf o rf o r m a t i o n o f p l a s m a j e t b y m e a n s o f a w e l l - d e s i g n e d P i t o t e n t h a l p y p r o b e ．T h e j e t r a n g e h a sa l s ob e e n m e a s u r e df r o m t h e i m a g i n g i n

17、 v e s t i g a t i o na n d b e e n v e r i f i e d b e c o m i n g l o n g e rp r o p o r t i o n a l l y w i t h h i g h e r f l o w i n g v e l o c i t y o f w o r k i n g g a s ．H o w e v e r , t h e j e t r a n g e

18、d i f f e r s v e r ym u c h f o r d i f f e r e n tg a s e s ．A m a x i m u m j e t r a n g e o f 4 4 m m f o r h e l i u m p l a s m a j e t i so b t a i n e d a tf l o w i n g v e l o c i t y o f 2 0 m ／s ，b e c a u s

19、 e t h eg a s f l o w b e c o m e s t o r r e n t w h e n t h e n v e l o c i t y e x c e e d s2 0 m ／s d u e t o v i s c o s i t y o f h e l i u m a n d t h e r e f o r e t h e j e t r a n g e b e c o m e s s h o r t e

20、r ．T h e e m i s s i o n s p e c t r a o f t h e h e l i u m i e ti nv i s i b l ea n d n e a r U V b a n d i sm e a s u r e d t oc a l c u l a t e t h e j e t t e m p e r a t u r e b y a ne m i s s i o n s p e c t r o m