液相脈沖放電效應(yīng)及管線防生物附著的研究.pdf

1、液相高壓脈沖放電技術(shù)采用在兩個電極之間施加脈沖高壓，使兩電極在水中形成液相放電，放電過程同時產(chǎn)生強力沖擊波、紫外線，各種活性自由基和強電場。前人對液相脈沖放電各種效應(yīng)的研究均僅限于單方面，液相放電所產(chǎn)生多方面的效應(yīng)還沒有被綜合考慮，特別是各種效應(yīng)如自由基，電場，紫外線輻射，沖擊波的相對貢獻率，至今未得到詳細的研究。本文對液相放電機理及其應(yīng)用進行了詳細研究，主要結(jié)論有以下幾點:
　　首先，采用針-板液相放電反應(yīng)器，通過不同材料的小管

2、將放電產(chǎn)生的各種效應(yīng)進行了分離，深入調(diào)查了液相放電的多重效應(yīng)如沖擊波、紫外線，強電場和各種活性自由基的作用效果及其所占比例關(guān)系。在實驗范圍內(nèi)，距放電點的距離（d)和峰值電壓變化對紫外線殺菌所起作用基本沒影響。與紫外線不同，隨著距離d增加，沖擊波對殺菌所起作用降低。實驗范圍內(nèi)，峰值電壓變化對沖擊波殺菌作用比例幾乎沒有影響。距放電點的距離(d)對電場殺菌有著非常明顯的影響。距離放電中心軸越遠，電場對殺菌所起作用越小。放電中心軸處，紫外線、沖

3、擊波、電場對細菌殺滅所起作用近似值分別為30.8±4.8％、36.1±5.5、12.7±1.8％，由此推算出活性自由基所起作用約為20.4±2.5％。
　　其次，設(shè)計了一個4m長管的大型水中放電裝置，采用棒-棒式電極，液相中直接放電的形式，利用壓力傳感器測定沖擊波峰值壓力大小及其傳播特性。沖擊波在水下傳播速度為1500m/s。電極間距不變，隨著電壓的升高，沖擊波增大。在本實驗范圍內(nèi)，經(jīng)多點實驗平均計算出沖擊波強度經(jīng)驗公式為Pr=2

4、.56E·e-0.4831r。放電電壓保持不變，實驗范圍內(nèi)當(dāng)電極間距從3mm增加到7mm，沖擊波峰值壓力先升高后降低。峰值電流相同條件下，電極間距越大的沖擊波壓力值越大。主要是因為電功率對等離子體通道的擊穿時間依賴于與峰值電流和通道等效電阻。電極間距增加，等離子通道的等效電阻增加。因此，電流為常量，電極間距增加，等離子體通道電功率增加。脈沖能量與沖擊波峰值壓力呈線性關(guān)系，能量越高，沖擊波峰值壓力越大。
　　第三，液相放電能有效利用

5、沖擊波作用范圍廣的特點，以及紫外線和自由基有效擴散，最大限度地利用了能量，單次放電即可實現(xiàn)大范圍的有效作用。利用液相高壓脈沖放電產(chǎn)生的沖擊波、紫外線聯(lián)合作用遠距離處理管道內(nèi)污損生物紫貽貝，并對紫貽貝附著率及死亡率進行了調(diào)查，同時對紫貽貝的生物活性進行了監(jiān)測，探討了液相高壓脈沖放電遠距離處理污損生物的可行性。實驗表明，提高脈沖峰值電壓、增加輸出能量、低頻長時間、多次處理短時間對紫貽貝的去除均有較好的效果，反之則相反。同時，放電處理可以有效