高压电极覆盖介质对气泡放电特性及等离子体-液体相互作用的影响

作     者：卢旭 吴双 王森 方志 LU Xu;WU Shuang;WANG Sen;FANG Zhi

作者机构：南京工业大学电气工程与控制科学学院南京211816 

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

年 卷 期：2023年第49卷第8期

页      面：3305-3314页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(52277151 51907088) 

主　　题：气泡放电 等离子体–液体相互作用 覆盖介质 放电特性 单双介质结构 

摘      要：气泡放电能够实现高效的等离子体–液体相互作用,在能源环境、生物医学等领域有着广阔的应用前景。电极结构是决定气泡放电等离子体–液体相互作用效率的关键。增设介质层作为调整电极结构的方式之一,是介质阻挡放电等气相放电中常用的调控放电的手段;但在体系更加复杂、干扰因素更多的气泡放电中,有关介质层对放电特性及等离子体–液体相互作用的影响尚不明确。为此探究了高压电极覆盖介质对气泡放电特性及等离子体–液体相互作用的影响。结果表明,单介质结构中是中间区域丝状放电和尖端区域火花状放电的混合模式放电;而高压电极覆盖介质的双介质结构中是弥散放电。覆盖介质削弱了极性效应但促进了记忆电荷的积累;放电形貌的差异是电场和流场共同作用的结果。在等离子体活性更高的前提下,单介质结构更大的放电–溶液接触面积进一步提高了等离子体–液体相互作用效率,产生的过氧化氢质量浓度达到了32.0 mg/L,远大于双介质结构的0.9 mg/L。更多活性粒子的产生及放电过程中更强的物理化学效应使得单介质结构中溶液性质的变化也更为显著。