热耦合电晕放电空气消毒装置的设计及特性分析

作     者：兰贵天 张勇 窦超 吴隆文 邓锐杰 程伟 LAN Guitian;ZHANG Yong;DOU Chao;WU Longwen;DENG Ruijie;CHENG Wei

作者机构：四川大学电气工程学院成都610065 四川大学轻工科学与工程学院成都610065 四川大学华西医院呼吸与重症医学科成都610041 

出 版 物：《高电压技术》 (High Voltage Engineering)

年 卷 期：2022年第48卷第2期

页      面：798-807页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 10[医学] 

基　　金：四川大学新型冠状病毒专项项目(0082604151019) 智能电网四川省重点实验室项目(2020IEPG-KL-20YJ06) 

主　　题：新冠病毒 空气消毒 热耦合 电晕放电 等离子体 

摘      要：由新冠病毒引起的新冠肺炎疫情仍在全球蔓延,阻断其气溶胶传播对控制疫情具有重要意义。传统等离子空气消毒装置具有动态和快速的优点,但消毒效果受到单一手段限制,维护过程存在二次感染风险。为此,根据新冠病毒的生理特性,改进传统等离子空气消毒技术,设计了基于热耦合电晕放电技术的空气消毒装置。采用阵列线–板电极结构实现电晕放电,采用极板内嵌发热丝实现集中加热。对放电参数进行测量,发现在高至5.6 W的放电功率下可以稳定运行,放电规律服从汤森关系。对热参数测量和仿真表明,集中加热相比空气整体加热,加热效率提高17倍,同时对环境温度影响极小。使用解淀粉芽孢杆菌和枯草杆菌噬菌体作为模型病菌对消毒性能进行验证,结果表明热耦合电晕放电能有效提高病菌杀灭效果,极板残留病毒去除率提升99.97%,从而降低二次感染风险。该研究为气溶胶传播的新冠病毒杀灭提供装置基础,为阻断其气溶胶传播途径提供技术参考。