脈沖介質阻擋放電臭氧產生的能量轉換及溫度依賴.pdf

1、臭氧是自然界最強的氧化劑之一，其應用領域不斷擴展，市場需求也不斷擴大。但臭氧產生效率仍然很低，極大的限制了其推廣應用。為提高產率降低能耗，本文立足于研究脈沖介質阻擋放電臭氧產生過程的能量轉換及溫度依賴，通過編譯化學反應機理體系，并耦合質量守恒方程、組分守恒方程、電子能量守恒方程以及能量守恒方程，建立合適的反應動力學模型，分別對干空氣（N2-O2）源和氧氣（O2）源下脈沖放電臭氧發(fā)生過程進行分析。具體如下：
　?。?）研究空氣源下氣

2、體流量、壓力以及進口溫度對臭氧產生過程的影響，增大氣體流量，臭氧質量濃度減小，臭氧產量和產率增大；增大氣體壓力或進口溫度，臭氧的質量濃度、產量和產率都是減小的；隨著放電功率的增加，臭氧質量濃度和產量都隨之增加并逐漸達到飽和，而臭氧產率先增大后減小。
　?。?）臭氧發(fā)生過程中電子能量轉換為反應能，氣體溫度升高消耗的能量以及通過反應器壁傳遞的熱能，探究不同進口溫度下三種能量轉換率ηreaction，ηgas和ηloss隨比能的變化，空

3、氣源時，增大比能，ηreaction先增加后減少，ηloss先減少后增加，而ηgas一直是增加趨勢。增大氣體進口溫度，ηreaction隨之緩慢減少，而ηloss和ηgas都隨之增加。氧氣源時，增大比能或氣體進口溫度，ηloss和ηgas都隨之增加，相應的ηreaction隨之減少。
　　（3）通過敏感性和生成速率分析獲得各粒子反應路徑圖，并定量分析單個反應對粒子的敏感性系數和生成速率系數隨氣體平均溫度的變化，得到對粒子影響較大的

4、反應途徑。干空氣源時對臭氧合成影響較大的粒子有O、O2、O2(1?g)、N2(A)、NO、NO2。N2(A)有助于O原子產生，O2(1?g)、NO、NO2均會參與分解臭氧，臭氧主要合成反應O+O2+O2→O2+O3、O+O2+N2→N2+O3以及主要分解反應O+O3→2O2、e+O3→e+O2+O的生成速率隨著溫度的增加都是增加的；氧氣源時影響較大的粒子有O、O(1D)和O2(b1∑)。O(1D)和O2(b1∑)的存在都會加速臭氧分解。