高压放大器基于异极性荷电粉尘在交变电场中的应用
实验名称：异极性荷电粉尘在电场中的收集
研究方向：随着工业的不断发展和人们生活水平的提高，能源急剧增长，由此导致的大气污染问题日趋突出，严重威胁人类生存环境，阻碍经济健康可持续地发展。尽管除尘技术已经比较成熟，粉尘污染也得到了一定控制，但总体水平与发达国家相比差距较大，除尘效率不高，尤其是细微粉尘收集效率更低。因此需要一种全新的除尘器，电凝并除尘装置由于能够有效的收集亚微米级粉尘而备受人们的青睐。本研究将对异极性荷电粉尘在交变电场及脉冲电场中的凝并行为进行更为深入的探讨。
实验目的：对于研发的新型放电反应器进行验证，分析脉冲电场的荷电机理，提高异性荷电粉尘收集效率。
测试设备：信号发生器、ATA-7050高压放大器、电压探头、DBD放电器、示波器、电流探头、转子流量计等。
实验过程：实验用粉尘为两种平均粒径分别为0.5um与2um的硅粉，并由自制虹吸式发尘器产生。通过调节进入发尘器的气体流量与虹吸管高度来控制发尘速率，实验中固定气体流量为10L/min，虹吸管高度为100mm，此时测得发尘速率为10mg/s。除尘效率采用重量法测定。对比这两类不同粒径粉尘在有无静电凝并条件下，除尘效率随板-板除尘器间平均场强变化关系，并考察DBD放电器所加交流电压值对粉尘凝并效果的影响。
为了研究在静电凝并条件下集尘器对粉尘的收集效果，实验对凝并区DBD放电器施以不同的交流电压，考察此时集尘器对粉尘的收集效果。下图图2是使用示波器采集到的典型的电压电流波形。从电压波形上可以清楚的看到对DBD放电器施加的为典型的交流电压，电压值在正负之间不断变化，保证了对粉尘的异极性荷电，但从电压波形上没有看到明显的放电现象。不过从电流波形上显示的大量脉冲电流证明了电晕放电的发生。
实验结果：对凝并区DBD放电器分别施加2kV、4kV、6kV、8kV(均方根值)高压放电的实验条件下，平均粒径为0.5um粉尘的除尘效率随集尘区平均场强的变化关系如图3所示。从图中可知，随着凝并区DBD放电器放电电压的升高，集尘器对0.5rm粉尘的除尘效率也随之提高。当集尘器板间平均场强为5kV/cm，凝并区不加电压时，0.5rm粉尘的除尘效率为88%，提高凝并区电压到8kV，此时粉尘的除尘效率可达96%。除尘效率的提高主要是因为粉尘在凝并区被交变电场荷电后,发生凝并现象,使得小粒径粉尘相互结合进而凝聚为较大粒径粉尘，从而提高了集尘区的集尘效果。凝并区DBD放电器所加电压越高，粉尘荷电与凝并效应越明显，除尘效果也就越好。
另外，从图3中还可以看到当凝并区电压从6kV提高到8kV时，除尘效率不如电压由2kV到4kV和由4kV到6kV时提高的明显。分析原因可能是由于在本实验条件下，凝并区电压升高到一定值以后，粉尘的凝并效应达到了饱和，致使除尘效率不再有进一步的提高。
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