沿面放電等離子體對低氣壓超音速氣流場控制的研究.pdf

1、沿面放電等離子體可以較容易地產(chǎn)生均勻的較大面積的等離子體層，在氣流控制應(yīng)用上以其經(jīng)濟(jì)、高效和高可控性引起了各方面的高度關(guān)注，同時由于沿面放電在空間的延展性使其在材料處理上發(fā)揮重要作用。本文主要研究了沿面等離子體對低氣壓超音速氣流場控制以及在大氣壓下對材料表面親水性的改善。其中低氣壓超音速氣流場控制的研究背景是基于抑制高能氧碘化學(xué)激光器光腔內(nèi)邊界氣流過渡層所引起的擾動而展開的。
　　由于氧碘化學(xué)激光器內(nèi)復(fù)雜的背景氣體以及壓強(qiáng)的控制范

2、圍，首先，我們在靜態(tài)流速場下研究了低氣壓沿面放電等離子體在不同工作載氣、不同壓強(qiáng)下的放電現(xiàn)象及電學(xué)特性。發(fā)現(xiàn)He放電在所研究的氣壓范圍內(nèi)比較均勻穩(wěn)定，當(dāng)He以1∶1的比例與O2混合后，放電強(qiáng)度減弱，放電擊穿電壓同比He有所增加。而CO2氣體放電同比He放電的擊穿電壓高很多，當(dāng)二氧化碳以1∶1的比例與O2混合后，放電強(qiáng)度反而增強(qiáng)，放電擊穿電壓同比CO2放電有所減小。
　　在研究低氣壓超音速氣流場條件下對氣流場控制時，考慮到氧碘化學(xué)激

3、光器的真實工況條件，確定使用直流驅(qū)動的兩裸露電極共面的沿面放電作為激勵器。同時確定了碘熒光法作為氣流場控制效果的表征方法。通過觀察實際氣流控制效果來確定流動控制的可行性。研究結(jié)果表明，在符合氧碘激光器的工作條件下，沿面放電等離子體與氣流場發(fā)生了明顯相互作用。其中，沿面放電等離子體的陰極區(qū)是超音速氣流的主要作用源，陰極板的面積越大，氣流受影響區(qū)域越大，氣流控制效果越明顯;等離子體放電電壓越高，氣流場的流動控制效果越顯著。
　　設(shè)計了

4、大氣壓下沿面放電等離子體發(fā)生器，確定了交流驅(qū)動電極共面型的沿面介質(zhì)阻擋放電的方式，并利用此發(fā)生器研究了對玻璃及高分子材料表面親水性的影響，實驗結(jié)果表明:等離子體處理時間較短時，玻璃及聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethyleneterephthalate，PET)薄膜表面親水性改善很明顯，聚乙烯(Polyethylene，PE)薄膜次之;在高壓交流電源頻率為10 kHz，輸出電壓的峰峰值為10 kV，處理時間為5 min時聚丙烯(Poly