等離子體流化床放電與流態(tài)化特性的研究.pdf

1、本文設(shè)計(jì)了一種二維等離子體流化床實(shí)驗(yàn)裝置，采用電暈誘導(dǎo)的介質(zhì)阻擋放電作為等離子體的發(fā)生方式，通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究了等離子體流化床的放電和流態(tài)化特性。 使用數(shù)字示波器采集了流化床和空床中不同放電電壓下的放電電流和電壓波形，通過波形的對比與分析，對等離子體流化床內(nèi)的放電機(jī)理、放電特性進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，等離子體流化床內(nèi)放電脈沖密度、時間短，脈沖數(shù)量不受針尖數(shù)量限制。我們認(rèn)為等離子體流化床內(nèi)的放電電流是由大量顆粒間微放電組成，這一

2、方面增大了等離子體的規(guī)模，提高了空間內(nèi)等離子體的均勻性以及穩(wěn)定性，另一方面，可以在顆粒表面形成大量的自由基和活性粒子?？紤]到顆粒作為催化劑的反應(yīng)中催化反應(yīng)主要發(fā)生于催化劑表面，故顆粒間的放電可以極大的提高催化反應(yīng)的效率。 利用數(shù)碼攝像機(jī)拍攝了不同放電電壓下流化床內(nèi)的流態(tài)化情況，研究了床層表面氣泡尺寸以及床層波動隨放電電流的變化趨勢。我們從中發(fā)現(xiàn)放電可以有效地抑制氣泡膨脹和床層表面的波動，在較低氣速下甚至可以消除氣泡和床層的波動，

3、氣體不再以氣泡的形式通過床層，而是通過顆粒間隙以小股氣流的形式通過，這極大的提高了氣固兩相的有效接觸面積。 以FLUENT軟件為平臺，采用歐拉雙流體模型以及簡化的顆粒間庫侖力模型，對等離子體流化床內(nèi)的流態(tài)化狀態(tài)進(jìn)行了模擬。通過改變庫侖力的大小，觀察庫侖力對流態(tài)化的影響，模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。 實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果表明：等離子體流化床可以產(chǎn)生均勻、穩(wěn)定的空間等離子體，并且可以解決流化床中氣體“短路”通過床層的問題，是一種新